(57)【要約】本開示の態様は、生体試料などの、試料の成分を音響的に分離するための音響セパレータを含む。特定の実施形態に従い、音響セパレータは、流体流路を含むフローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を備え、音響場発生器は、音響場を流体流路内に生成する。また、流体流路を含むフローチャネルに音響場発生器をはんだ付けする方法を提供する。また、試料の成分を音響的に分離する方法、ならびに本発明の方法を実施するために適切である、１つ以上の音響セパレータを含むシステム及びキットを提供する。
2019527614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流路を含むフローチャネルへはんだ付けされ、前記流体流路内に音響場を生成するように構成される音響場発生器を備える、音響セパレータ。
【請求項２】
前記音響場発生器は、圧電素子である、請求項１に記載の音響セパレータ。
【請求項３】
前記フローチャネルは、ガラスを含む、請求項１または２に記載の音響セパレータ。
【請求項４】
金属層が、前記フローチャネルと圧電素子との間の前記フローチャネルの外面上に存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の音響セパレータ。
【請求項５】
前記金属層は、前記外面と安定して結びつく、請求項４に記載の音響セパレータ。
【請求項６】
前記金属層は、金、クロム、白金またはそれらの組み合わせを含む、請求項４または５に記載の音響セパレータ。
【請求項７】
前記金属層は、金及びスズを含む、請求項４〜６のいずれか１項に記載の音響セパレータ。
【請求項８】
前記金属層は、５０重量％から９０重量％の量内の金、及び１０重量％から９０重量％の量内のスズを含む、請求項４〜７のいずれか１項に記載の音響セパレータ。
【請求項９】
前記金属層は、７５重量％の量内の金、及び２５重量％の量内のスズを含む、請求項４〜８のいずれか１項に記載の音響セパレータ。
【請求項１０】
前記金属層は、１μｍから１０μｍの厚さを有する、請求項４〜９のいずれか１項に記載の音響セパレータ。
【請求項１１】
前記音響場発生器は、チタン酸ジルコン酸鉛を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の音響セパレータ。
【請求項１２】
前記音響場発生器は、２００℃以下の融解温度を有し、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀を含むはんだ組成物により前記フローチャネルへはんだ付けされる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の音響セパレータ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の音響セパレータを製造する方法であって、
流体流路を含むフローチャネルへ音響場発生器をはんだ付けすることを有する、方法。
【請求項１４】
流入口及び流出口の間に流体流路を画定する前記流入口及び前記流出口を備えるフローチャネルと、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載され、音響場を前記流体流路内に生成するように構成される音響セパレータと
を備える、システム。
【請求項１５】
試料を処理する方法であって、
請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載の音響セパレータにより流体流ストリーム内の前記試料に音波を適用することを有し、
前記音波は前記試料内のより小さな成分からより大きな成分を音響的に分離するために十分である、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
音響定常波を使用して、流体内で音圧の節面または腹面において流体内の粒子を濃縮することが可能である。キャビティを充填する流体内の粒子は、音波照射（たとえば、超音波）を受け、粒子と流体との間の音響コントラスト比に依存する方式において、音響力ポテンシャル最小値へ粒子を輸送する時間平均ドリフト力をもたらす。
【０００２】
音波を受ける粒子は、一次放射力の軸方向成分と横方向成分とに分けられる、定常波場の力による影響を受ける。平面波を用いることにより、音響放射力ポテンシャルの最小値は、圧力の節面及び腹面である。入射波の散乱による粒子間相互作用に起因する二次力は、粒子上のトルクを用いて、粒子を濃縮された凝集塊内へ凝集することを支援する。放射力の大きさは、適用される音波の音響周波数に比例する。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の態様は、生体試料などの、試料の成分を音響的に処理するための音響セパレータを含む。特定の実施形態に従い、音響セパレータは、流体流路を含むフローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を含み、音響場発生器は、流体流路内に音響場を生成する。また流体流路を含むフローチャネルに音響場発生器をはんだ付けする方法を提供する。試料の成分を音響的に分離するための方法を、また本発明の方法を実施するために適切である、１つ以上の音響セパレータを含むシステム及びキットをも提供する。
【０００４】
いくつかの実施形態において、はんだ付けされた音響場発生器は、チタン酸ジルコン酸鉛圧電素子などの、圧電素子である。いくつかの例において、音響場発生器は、フローチャネルの外面と音響場発生器との間に存在する金属層を含むガラスフローチャネルなどの、ガラスフローチャネルへはんだ付けされる。この金属層は、フローチャネルの外面と安定して関連し、金、クロム、白金、とりわけ金属またはそれらの組み合わせであることができる。特定の例において、音響場発生器とフローチャネルとの間の金属層は、金及びスズを含み、たとえば、金属層は、５０重量％から９０重量％（たとえば、７５重量％）の量内の金、及び１０重量％から９０重量％（たとえば、２５重量％）の量内のスズを含む。実施形態において、音響コンセントレータをフローチャネルへはんだ組成物によってはんだ付けする。いくつかの例において、はんだは２００℃以下の融解温度を有する。いくつかの例において、はんだ組成物は、インジウム、またはインジウム−スズもしくはインジウム−銀などの別の金属とインジウムとの混合物、またはそれらの組み合わせを含む。
【０００５】
本開示の態様は、流体流路を含むフローチャネルに音響場発生器をはんだ付けするための方法も提供する。いくつかの実施形態において、方法は、３１５℃以下である温度ではんだ組成物を融解させ、音響場発生器をフローチャネルへはんだ組成物により添着し、フローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を形成することを有する。いくつかの例において、音響場発生器をフローチャネルに添着することは、融解したはんだ組成物を音響場発生器と接触させ、音響場発生器をフローチャネルに結合することを有する。他の例において、音響場発生器をフローチャネルに添着することは、融解したはんだ組成物をフローチャネルと接触させ、音響場発生器をフローチャネルに結合することを有する。さらに他の実施形態において、方法は、音響場発生器とフローチャネルとの間へはんだを配置し、音響場発生器及びフローチャネルの両方と接触させ、はんだを融解させ、音響場発生器をフローチャネルの外面に添着することを有する。方法は、特定の実施形態において、金属層をフローチャネルの外面に適用し、音響場発生器をフローチャネル上のこの金属層へはんだ付けすることをさらに有する。
【０００６】
また本開示の態様は、試料を処理するための方法及びシステムを提供する。特定の実施形態に従い、方法は、フローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器によって音波をフローチャネル内の試料へ適用することを有する。いくつかの例において、適用される音波は、試料内のより小さな成分からより大きな成分を音響的に分離するために十分である。試料は、生体試料であることができ、方法は、自由細胞などのより小さな成分から組織、組織フラグメント及び細胞凝集体などのより大きな成分を分離することを有することができる。他の実施形態において、方法は、細胞デブリ、タンパク質及び核酸フラグメントなどのより小さな非細胞成分から自由細胞を分離することを有する。
【０００７】
本発明は、添付の図面と併せて読まれるときに、以下の発明を実施するための形態から最も良く理解されることができる。図面には以下の図が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】特定の実施形態に従い、フローチャネルの外面へはんだ付けされる音響場発生器を含む音響セパレータを示す。
【図１Ｂ】特定の実施形態に従い、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けする位置の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の態様は、生体試料などの、試料の成分を音響的に分離するための音響セパレータを含む。特定の実施形態に従い、音響セパレータは、流体流路を含むフローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を含み、音響場発生器は、音響場を流体流路内に生成する。また流体流路を含むフローチャネルに音響場発生器をはんだ付けする方法を提供する。また、試料の成分を音響的に分離する方法、ならびに本発明の方法を実施するために適切である、１つ以上の音響セパレータを含むシステム及びキットを提供する。
【００１０】
本発明をより詳細に説明する前に、本発明が説明される特定の実施形態に限定されず、したがって変更され得ることを理解するであろう。また、本発明の範囲が添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるため、本明細書に使用される専門用語が特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定することを意図しないことを理解するであろう。
【００１１】
値の範囲を提供する場合に、文脈が明示的に別段に指示しない限り下限の単位の１０分の１へ、その範囲の上限と下限との間にそれぞれ介在する値、及びその所定の範囲内のいずれかの他の所定の、または介在する値が本発明に包含されることを理解する。これらのより小さな範囲の上限及び下限は、より小さな範囲内に独立して含まれることができ、また所定の範囲内でいずれかの特に除外された限界を条件として、本発明に包含される。所定の範囲がこれらの限界の一方または両方を含むことにより、これらの含まれた限界のうちのいずれか一方、または両方を除外する範囲を本発明にも含む。
【００１２】
別段に定義されない限り、本明細書に使用される、すべての技術的な、及び科学的な用語は、本発明が属する当該技術分野における当業者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書に記述されるこれらに類似した、または均等な、いずれかの方法及び材料を本発明の実施または試験に使用することも可能であるが、代表的で例示的な方法及び材料をここに記述する。
【００１３】
本明細書に引用されるすべての刊行物及び特許は、それぞれ個々の刊行物または特許が参照により援用されることを具体的に、かつ個別に示されるかのように、参照により本明細書に援用され、引用される刊行物と関連して方法及び／または材料を開示し、記述するために、参照により本明細書に援用される。いかなる刊行物の引用も出願日前のその開示のためであり、本発明が先行発明によってこのような刊行物に先行する権利がないことの承認として解釈されるべきではない。さらに、提供される刊行物の日付は、独立して確認される必要がある可能性がある実際の刊行日付と異なる可能性がある。
【００１４】
本明細書に、また添付の特許請求の範囲に使用されるように、文脈が明示的に別段に指示しない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」が複数の指示対象を含むことに留意する。さらに、特許請求の範囲がいずれかの任意選択の要素を除外するように起草されることができることに留意する。したがって、この説明は、請求項の要素の列挙と関連する、「単独で」、「唯一の」及び同様のものとして、このような排他的な専門用語の使用、または「否定的な」限定の使用のための先行詞として機能することを意図する。
【００１５】
本開示を読めば当業者に明らかであるように、本明細書に記述され、図示される、それぞれの個々の実施形態は、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、いくつかの他の実施形態のうちのいずれかの特徴から容易に分けられる、またはこれらの特徴と組み合わせることができる、別個の構成要素及び特徴を有する。いかなる列挙された方法も、列挙される事象の順序で、または論理的に可能である、いずれかの他の順序で、実行されることが可能である。
【００１６】
上記に概説するように、本開示は、生体試料などの、試料の成分を音響的に処理するための音響コンセントレータを提供する。本開示のさらに記述する実施形態において、流体流路を含むフローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を含む音響コンセントレータは、最初により詳細に記述される。つぎに、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けするための方法を記述する。生体試料などの試料を音響的に処理するための方法及びシステムを記述する。
【００１７】
フローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を含む音響セパレータ
上記に要約されるように、本開示の態様は、生体試料などの試料を音響的に処理するための音響セパレータを含む。実施形態において、音響セパレータは、いくつかの例において、音響コンセントレータと称されることがあり、流体流路を含むフローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を含む。用語「はんだ付けされる」は、２つの構成要素間で融解したはんだ組成物とともに２つ以上の構成要素を永続的に添着することを指すその従来の意味において本明細書に使用される。したがって、本発明の音響コンセントレータにおいて、音響場発生器及びフローチャネルは、ポリマーゲル、アクリレートゲル（たとえば、シアノアクリレート接着剤）またはエポキシ樹脂などの、接着剤により相互に結合されない。いくつかの実施形態において、本明細書に記述されるような、はんだ付けされた音響コンセントレータは、接着剤によりフローチャネルへ結合される音響場発生器からの音響エネルギー移動と比較して、音響場発生器からフローチャネルへの音響エネルギー移動の効率における向上を示し、このような向上は、１０％以上など、１５％以上など、２５％以上など、５０％以上など、７５％以上など、９０％以上など、９５％以上など、９９％以上など、５％以上の向上を示す。特定の実施形態において、本発明のはんだ付けされた音響コンセントレータ内で音響場発生器からフローチャネルへの音響エネルギー移動の効率は、接着剤によってフローチャネルに結合される音響場発生器からの音響エネルギー移動と比較して、２．５倍以上など、３倍以上など、５倍以上など、及び１０倍以上を含む、２倍以上向上する。
【００１８】
実施形態において、音響コンセントレータは、１つ以上の音響場発生器を含む。上述したように、音響場発生器は、音響放射力（たとえば、音響定常波）をフローチャネル内の流体試料に加えるように構成される。いずれかの好適な音響場発生器を用いることができ、そこで対象の音響場発生器は、限定されないが、流体試料内に音響放射力を生成することが可能である他のデバイスの中で、圧電素子、超音波伝播装置、弾性表面波発生器を含むことができる。特定の実施形態において、対象の音響場発生器は、圧電素子である。この圧電素子は、石英、ニオブ酸リチウム、メタニオブ酸鉛、及び多結晶セラミックスなどのいずれかの適切な圧電材料から形成されることができ、適切な圧電材料は、ペロブスカイト層構造、タングステンブロンズ、ビスマス層またはダブルペロブスカイト層構造を有する多結晶セラミックスと、（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３または（Ｂｉ，Ｎａ）ＴｉＯ３などのペロブスカイト構造を有する無鉛圧電材料と、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）またはそれらの誘導体類（たとえば、ＰＺＴ５Ｈ及びＰＺＴ５ＡなどのソフトタイプＰＺＴ、ならびにＰＺＴ４及びＰＺＴ８などのハードタイプＰＺＴ）などの鉛含有多結晶強誘電体セラミックスとを含む。特定の実施形態において、音響場発生器は、ＰＺＴを含む。特定の例において、圧電素子は、多層タイプのものであるが、バイモルフ圧電素子は、適切な寸法を有する超音波発生素子のいずれかの他の種類と同様に使用されることもできる。音響コンセントレータは、フローチャネルへはんだ付けされる１個以上の音響場発生器を含むことができ、２個以上など、３個以上など、４個以上など、５個以上など、及び１０個以上を含む音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けすることができる。
【００１９】
音響場発生器は、直線に囲まれた形状（たとえば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など）、曲線に囲まれた形状（たとえば、円形、楕円形など）、及び不規則な形状（たとえば、平面頂部に結合される放物線状底部）などの、いずれかの望ましい形状のものであることができる。特定の実施形態において、音響場発生器は、立方体形状の、または棒状の圧電素子である。特定の実施形態において、音響場発生器は、フローチャネルへはんだ付けされる実質的に平らな表面を有する立方体形状の、または棒状の圧電素子である。「実質的に平らな表面を有する」ことは、音響場発生器がフローチャネルを纏着しない（完全に、または部分的に）ことを意味する。したがって、これらの実施形態において、音響場発生器は、フローチャネルへはんだ付けされる平らな縁面を含む棒状または立方体形状である。
【００２０】
フローチャネルのサイズにより、音響場発生器は、２ｍｍから１４ｍｍなど、３ｍｍから１３ｍｍなど、４ｍｍから１２ｍｍなど、及び５ｍｍから１０ｍｍを含む、１ｍｍから１５ｍｍの範囲で変わる幅を有することができる。特定の実施形態において、音響場発生器の幅は、５ｍｍである。また音響場発生器の長さは、１から２５ｍｍなど、２ｍｍから２２．５ｍｍなど、３ｍｍから２０ｍｍなど、４ｍｍから１７．５ｍｍなど、及び５ｍｍから１５ｍｍを含む、１ｍｍから５０ｍｍの範囲で変わることができる。特定の実施形態において、音響場発生器は、１０ｍｍである。特定の例において、音響場発生器は、５ｍｍの幅、及び１０ｍｍの長さを有するＰＺＴ圧電素子である。
【００２１】
実施形態において、フローチャネル直近に配置される音響場発生器のすべてまたは一部をフローチャネルへはんだ付けすることができる。たとえば、音響場発生器が棒状の、または立方体形状の圧電素子である場合に、フローチャネル直近に配置される平らな縁面のすべてまたは一部は、フローチャネルへはんだ付けされることができ、フローチャネル直近に配置される平らな縁面の１０％以上など、１５％以上など、２５％以上など、５０％以上など、７５％以上など、９０％以上など、及び９５％以上を含む。特定の実施形態において、音響場発生器の平らな縁面全体（すなわち、１００％）をフローチャネルへはんだ付けする。したがって、２ｍｍ２から２２５ｍｍ２など、３ｍｍ２から２００ｍｍ２など、４ｍｍ２から１７５ｍｍ２など、５ｍｍ２から１５０ｍｍ２など、６ｍｍ２から１２５ｍｍ２など、７ｍｍ２から１００ｍｍ２など、８ｍｍ２から７５ｍｍ２など、及び１０ｍｍ２から５０ｍｍ２を含む、１ｍｍ２から２５０ｍｍ２の面積にわたり、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けすることができる。
【００２２】
対象の音響場発生器は、振動トランスデューサの基本的な共振モード（たとえば、多くのＰＺＴプレートについて約２ＭＨｚ）に対応する周波数を有する音波を適用するように構成される。この周波数は、いくつかの実施形態において、第一高調波、第二高調波などの、振動トランスデューサの高調波に代替に対応することができる。さまざまな態様において、適用される周波数は、２ＭＨｚ以上など、２．５ＭＨｚ以上など、３ＭＨｚ以上など、３．５ＭＨｚ以上など、４ＭＨｚ以上など、４．５ＭＨｚ以上など、５ＭＨｚ以上など、５．５ＭＨｚ以上など、及び約６ＭＨｚ以上を含む、約１．５ＭＨｚ以上であることができる。たとえば、適用される音波の周波数は、１．５ＭＨｚから５．５ＭＨｚなど、２ＭＨｚから５ＭＨｚなど、２．５ＭＨｚから４．５ＭＨｚなど、及び３ＭＨｚから４ＭＨｚを含む、１．０ＭＨｚから６ＭＨｚに及ぶことができる。適用される音波の周波数についての上限は、特定の例において、７．５ＭＨｚ以下など、及び５ＭＨｚ以下を含む、１０ＭＨｚ以下であることができる。音響場発生器は、変化する圧力振幅を有する音波を適用するように構成され、この圧力振幅は、０．０５ＭＰａから０．９５ＭＰａなど、０．１ＭＰａから０．９ＭＰａなど、０．２ＭＰａから０．８ＭＰａなど、及び０．２５ＭＰａから０．７５ＭＰａを含む、０．０１ＭＰａから１ＭＰａに及ぶことができる。
【００２３】
いずれかの好適なはんだによって、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けすることができる。適切なはんだは、限定されないが、アンチモン、ビスマス、銅、ニッケル、インジウム、鉛、銀、スズ、金、亜鉛、ゲルマニウム、ヒ素、アルミニウム、カドミウム、鉄、リン、硫黄及びそれらの組み合わせのうちの１つ以上を含む、金属合金を含むことができる。いくつかの実施形態において、はんだは、インジウムはんだである。他の実施形態において、はんだは、インジウム−スズ合金はんだである。さらに他の実施形態において、はんだは、インジウム−銀合金はんだである。特定の実施形態において、はんだは、Ｓｎ５０Ｚｎ４９Ｃｕ１，Ｓｎ９５．５Ｃｕ４Ａｇ０．５，Ｓｎ９０Ｚｎ７Ｃｕ３，Ｐｂ９０Ｓｎ１０，Ｐｂ８８Ｓｎ１２，Ｐｂ８５Ｓｎ１５，Ｐｂ８０Ｓｎ２０，Ｐｂ７５Ｓｎ２５，Ｐｂ６８Ｓｎ３２，Ｐｂ７０Ｓｎ３０，Ｐｂ６８Ｓｎ３０Ｓｂ２，Ｓｎ３０Ｐｂ５０Ｚｎ２０，Ｓｎ３３Ｐｂ４０Ｚｎ２８，Ｐｂ６７Ｓｎ３３，Ｐｂ６５Ｓｎ３５，Ｐｂ６０Ｓｎ４０，Ｐｂ５５Ｓｎ４５，Ｓｎ５０Ｐｂ５０，Ｓｎ５０Ｐｂ４８．５Ｃｕ１．５，Ｓｎ６０Ｐｂ４０，Ｓｎ６０Ｐｂ３８Ｃｕ２，Ｓｎ６０Ｐｂ３９Ｃｕ１，Ｓｎ６２Ｐｂ３８，Ｓｎ６３Ｐｂ３７，Ｓｎ６３Ｐｂ３７Ｐ０．００１５−０．０４，Ｓｎ６２Ｐｂ３７Ｃｕ１，Ｓｎ７０Ｐｂ３０，Ｓｎ９０Ｐｂ１０，Ｓｎ９５Ｐｂ５，Ｐｂ９２Ｓｎ５．５Ａｇ２．５，Ｐｂ８０Ｓｎ１２Ｓｂ８，Ｐｂ８０Ｓｎ１８Ａｇ２，Ｐｂ７９Ｓｎ２０Ｓｂ１，Ｐｂ５５Ｓｎ４３．５Ｓｂ１．５，Ｓｎ４３Ｐｂ４３Ｂｉ１４，Ｓｎ４６Ｐｂ４６Ｂｉ８，Ｂｉ５２Ｐｂ３２Ｓｎ１６，Ｂｉ４６Ｓｎ３４Ｐｂ２０，Ｓｎ６２Ｐｂ３６Ａｇ２，Ｓｎ６２．５Ｐｂ３６Ａｇ２．５，Ｐｂ８８Ｓｎ１０Ａｇ２，Ｐｂ９０Ｓｎ５Ａｇ５，Ｐｂ９２．５Ｓｎ５Ａｇ２．５，Ｐｂ９３．５Ｓｎ５Ａｇ１．５，Ｐｂ９５．５Ｓｎ２Ａｇ２．５，Ｉｎ９７Ａｇ３，Ｉｎ９０Ａｇ１０，Ｉｎ７５Ｐｂ２５，Ｉｎ７０Ｐｂ３０，Ｉｎ６０Ｐｂ４０，Ｉｎ５０Ｐｂ５０，Ｉｎ５０Ｓｎ５０，Ｉｎ７０Ｓｎ１５Ｐｂ９．６Ｃｄ５．４，Ｐｂ７５Ｉｎ２５，Ｓｎ７０Ｐｂ１８Ｉｎ１２，Ｓｎ３７．５Ｐｂ３７．５Ｉｎ２５，Ｐｂ９０Ｉｎ５Ａｇ５，Ｐｂ９２．５Ｉｎ５Ａｇ２．５，Ｐｂ９２．５Ｉｎ５Ａｕ２．５，Ｐｂ９４．５Ａｇ５．５，Ｐｂ９５Ａｇ５，Ｐｂ９７．５Ａｇ２．５，Ｓｎ９７．５Ｐｂ１Ａｇ１．５，Ｐｂ９７．５Ａｇ１．５Ｓｎ１，Ｐｂ５４Ｓｎ４５Ａｇ１，Ｐｂ９６Ａｇ４，Ｐｂ９６Ｓｎ２Ａｇ２，Ｓｎ６１Ｐｂ３６Ａｇ３，Ｓｎ５６Ｐｂ３９Ａｇ５，Ｓｎ９８Ａｇ２，Ｓｎ６５Ａｇ２５Ｓｂ１０，Ｓｎ９６．５Ａｇ３．０Ｃｕ０．５，Ｓｎ９５．８Ａｇ３．５Ｃｕ０．７，Ｓｎ９５．６Ａｇ３．５Ｃｕ０．９，Ｓｎ９５．５Ａｇ３．８Ｃｕ０．７，Ｓｎ９５．２５Ａｇ３．８Ｃｕ０．７Ｓｂ０．２５，Ｓｎ９５．５Ａｇ３．９Ｃｕ０．６，Ｓｎ９５．５Ａｇ４Ｃｕ０．５，Ｓｎ９６．５Ａｇ３．５，Ｓｎ９６Ａｇ４，Ｓｎ９５Ａｇ５，Ｓｎ９４Ａｇ６，Ｓｎ９３Ａｇ７，Ｓｎ９５Ａｇ４Ｃｕ１，Ｓｎ１００，Ｓｎ９９．３Ｃｕ０．７，Ｓｎ９９Ｃｕ０．７Ａｇ０．３，Ｓｎ９７Ｃｕ３，Ｓｎ９７Ｃｕ２．７５Ａｇ０．２５，Ｚｎ１００，Ｂｉ１００，Ｓｎ９１Ｚｎ９，Ｓｎ８５Ｚｎ１５，Ｚｎ９５Ａｌ５，Ｓｎ９１．８Ｂｉ４．８Ａｇ３．４，Ｓｎ７０Ｚｎ３０，Ｓｎ８０Ｚｎ２０，Ｓｎ６０Ｚｎ４０，Ｐｂ６３Ｓｎ３５Ｓｂ２，Ｐｂ６３Ｓｎ３４Ｚｎ３，Ｐｂ９２Ｃｄ８，Ｓｎ４８Ｂｉ３２Ｐｂ２０，Ｓｎ８９Ｚｎ８Ｂｉ３，Ｓｎ８３．６Ｚｎ７．６Ｉｎ８．８，Ｓｎ８６．５Ｚｎ５．５Ｉｎ４．５Ｂｉ３．５，Ｓｎ８６．９Ｉｎ１０Ａｇ３．１，Ｓｎ９５Ａｇ３．５Ｚｎ１Ｃｕ０．５，Ｓｎ９５Ｓｂ５，Ｓｎ９７Ｓｂ３，Ｓｎ９９Ｓｂ１，Ｓｎ９９Ａｇ０．３Ｃｕ０．７，Ｓｎ９６．２Ａｇ２．５Ｃｕ０．８Ｓｂ０．５，Ｓｎ８８Ｉｎ８．０Ａｇ３．５Ｂｉ０．５，Ｂｉ５７Ｓｎ４２Ａｇ１，Ｂｉ５８Ｓｎ４２，Ｂｉ５８Ｐｂ４２，Ｉｎ８０Ｐｂ１５Ａｇ５，Ｐｂ６０Ｉｎ４０，Ｐｂ７０Ｉｎ３０，Ｓｎ３７．５Ｐｂ３７．５Ｉｎ２６，Ｓｎ５４Ｐｂ２６Ｉｎ２０，Ｐｂ８１Ｉｎ１９，Ｉｎ５２Ｓｎ４８，Ｓｎ５２Ｉｎ４８，Ｓｎ５８Ｉｎ４２，Ｓｎ５１．２Ｐｂ３０．６Ｃｄ１８．２，Ｓｎ７７．２Ｉｎ２０Ａｇ２．８，Ｉｎ７４Ｃｄ２６，Ｉｎ６１．７Ｂｉ３０．８Ｃｄ７．５，Ｂｉ４７．５Ｐｂ２５．４Ｓｎ１２．６Ｃｄ９．５Ｉｎ５，Ｂｉ４８Ｐｂ２５．４Ｓｎ１２．８Ｃｄ９．６Ｉｎ４，Ｂｉ４９Ｐｂ１８Ｓｎ１５Ｉｎ１８，Ｂｉ４９Ｐｂ１８Ｓｎ１２Ｉｎ２１，Ｂｉ５０．５Ｐｂ２７．８Ｓｎ１２．４Ｃｄ９．３，Ｂｉ５０Ｐｂ２６．７Ｓｎ１３．３Ｃｄ１０，Ｂｉ４４．７Ｐｂ２２．６Ｉｎ１９．１Ｃｄ５．３Ｓｎ８．３，Ｉｎ６０Ｓｎ４０，Ｉｎ５１．０Ｂｉ３２．５Ｓｎ１６．５，Ｂｉ４９．５Ｐｂ２７．３Ｓｎ１３．１Ｃｄ１０．１，Ｂｉ５０．０Ｐｂ２５．０Ｓｎ１２．５Ｃｄ１２．５，Ｂｉ５０．０Ｐｂ３１．２Ｓｎ１８．８，Ｂｉ５０Ｐｂ２８Ｓｎ２２，Ｂｉ５６Ｓｎ３０Ｉｎ１４，Ｃｄ９５Ａｇ５，Ｃｄ８２．５Ｚｎ１７．５，Ｃｄ７０Ｚｎ３０，Ｃｄ６０Ｚｎ４０，Ｃｄ７８Ｚｎ１７Ａｇ５，Ｓｎ４０Ｚｎ２７Ｃｄ３３，Ｚｎ９０Ｃｄ１０，Ｚｎ６０Ｃｄ４０，Ｃｄ７０Ｓｎ３０，Ｓｎ５０Ｐｂ３２Ｃｄ１８，Ｓｎ４０Ｐｂ４２Ｃｄ１８，Ｚｎ７０Ｓｎ３０，Ｚｎ６０Ｓｎ４０，Ｚｎ９５Ｓｎ５，Ｓｎ９０Ａｕ１０，Ａｕ８０Ｓｎ２０，Ａｕ９８Ｓｉ２，Ａｕ９６．８Ｓｉ３．２，Ａｕ８７．５Ｇｅ１２．５，Ａｕ８２Ｉｎ１８及びＩｎ１００から選択される合金である。
【００２４】
いくつかの実施形態において、はんだは、３００℃以下の融解温度を有する組成物であり、２９５℃以下など、２９０℃以下など、２７５℃以下など、２５０℃以下など、２２５℃以下など、２００℃以下など、１９５℃以下など、及び１７５℃以下の融解温度を含む。特定の実施形態において、はんだは、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀を含み、２００℃以下の融解温度を有する。特定の実施形態において、はんだは、２５℃以上による音響場発生器のキュリー温度より低い融解温度を有する組成物であり、この組成物は、３０℃以上によるような、３５℃以上によるような、４０℃以上によるような、５０℃以上によるような、７５℃以上によるような、１００℃以上によるような、１２５℃以上によるような、及び１５０℃以上によるこの融解温度を有する。いくつかの例において、はんだは、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀の組成物であり、これらの組成物は、２００℃以下の融解温度、及び１００℃以上による音響場発生器のキュリー温度より低い融解温度を有する。特定の例において、はんだは、２００℃以下の融解温度を有する、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀の組成物であり、音響場発生器は、３１５℃のキュリー温度を有するチタン酸ジルコン酸鉛（たとえば、ＰＺＴ）である。
【００２５】
実施形態において、音響場発生器は、フローチャネル内に音響放射圧を効率的に生成する。したがって、音響場発生器をフローチャネルへ結合するために使用されるはんだの厚さは、音響場発生器の特性、及びフローチャネル内に用いられる所望の音響放射力により変わることができる。いくつかの実施形態において、はんだは、５ｍｍ以下など、３ｍｍ以下など、２ｍｍ以下など、１ｍｍ以下など、０．５ｍｍ以下など、０．１ｍｍ以下など、０．０５ｍｍ以下など、０．０１ｍｍ以下など、０．００５ｍｍ以下など、及び０．００１ｍｍ以下を含む、１０ｍｍ以下である。たとえば、音響場発生器をフローチャネルへ結合するために使用されるはんだの厚さは、０．００１ｍｍから９ｍｍなど、０．０１ｍｍから７ｍｍなど、０．１ｍｍから６ｍｍなど、及び０．２５ｍｍから５ｍｍ、たとえば、０．３ｍｍから１．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．６ｍｍまたは１．２ｍｍなどを含む、０．０００１ｍｍから１０ｍｍに及ぶ。
【００２６】
また音響コンセントレータは、流路を含むフローチャネルを備える。対象のフローチャネルは、必要に応じて、２本以上の流路など、３本以上の流路など、及び５本以上の流路を含む、１つ以上の流路を備えることができる。フローチャネルは、音響コンセントレータを通して流体試料の流れを向けるように構成されることができる。したがって、フローチャネルは、１本以上の流路を含む、平面基層、シリンダまたは他の幾何学的形状として構成されることができる。特定の実施形態において、中央流路を囲む外壁部によりフローチャネルを画定するように、フローチャネルを封入する。中央流路は、フローチャネルの長手方向軸とアライメントを取ることができる。中央流路は、限定されないが、円形、楕円形、正方形、長方形、五角形、六角形の断面プロファイル、不規則な断面プロファイル、それらの組み合わせなどの流路などの、いずれかの好適な形状を有することができる。
【００２７】
特定の実施形態において、フローチャネルは、１本以上の流路を含む平面基層である。これらの実施形態において、フローチャネルは、６ｃｍから９０ｃｍなど、７ｃｍから８０ｃｍなど、８ｃｍから７０ｃｍなど、９ｃｍから６０ｃｍなど、及び１０ｃｍから５０ｃｍを含む、５ｃｍから１００ｃｍに及ぶ長さを有することができる。平らなフローチャネルの幅は、たとえば、２ｃｍから２２．５ｃｍなど、３ｃｍから２０ｃｍなど、４ｃｍから１７．５ｃｍなど、及び５ｃｍから１５ｃｍを含む、１ｃｍから２５ｃｍに及ぶことができる。対象の平らなフローチャネル基層の高さ（すなわち、厚さ）は、０．０５ｃｍから２ｃｍなど、及び０．１ｃｍから１ｃｍを含む、０．０１ｃｍから２．５ｃｍに及ぶことができる。
【００２８】
他の実施形態において、フローチャネルは、非平面であり、幾何学的または曲線に囲まれた断面形状を有する。これらの実施形態において、対象のフローチャネルは、２ｃｍ以下など、１ｃｍ以下、または７ｍｍ以下、または５ｍｍ以下、または３ｍｍ以下、または２ｍｍ以下、または１ｍｍ以下を含む、５ｃｍ以下の高さ（たとえば、円形断面プロファイルを有さないフローチャネルについての）、または内径（たとえば、円形断面プロファイルを有するフローチャネルについての）を有することができる。フローチャネルの長さは、１０ｃｍから５０ｃｍ、たとえば、１０ｃｍから２５ｃｍなどの、５ｃｍから５００ｃｍ、または５ｃｍから２５０ｃｍ、または１０ｃｍから１００ｃｍを含む、２ｃｍから７５０ｃｍなどの、１ｃｍから１０００ｃｍに及ぶことができる。
【００２９】
フローチャネルは、必要に応じて流体流路と流体連通する１つ以上の流入口及び流出口を含むことができる。たとえば、フローチャネルは、３つ以上の流入口など、及び５つ以上の流入口を含む、２つ以上の流入口を含むことができる。特定の実施形態において、フローチャネルは、２つから４つの間の流入口など、及び３つの流入口を含む、１つから５つの間の流入口を含む。同様に、フローチャネルは、２つ以上の流出口など、３つ以上の流出口など、及び５つ以上の流出口を含む、１つ以上の流出口を含む。特定の実施形態において、フローチャネルは、２つから４つの間の流出口など、及び３つの流出口を含む、１つから５つの間の流出口を含む。
【００３０】
フローチャネルは、そこを通って流れる流体試料と適合する材料であることに加えて、音響場発生器により用いられる音響放射力を伝播することが可能であるいずれかの適切な材料から形成されることができる。実施形態において、フローチャネルは、シリコン、金属、ガラス（たとえば、Ｐｙｒｅｘガラス、ホウケイ酸ガラス）、セラミックまたはプラスチックであることができる。特定の実施形態において、フローチャネルは、ホウケイ酸ガラスなどの、ガラスから形成される。他の実施形態において、フローチャネルは、硬質プラスチック、高分子材料または熱可塑性材料などの、プラスチックから形成される。たとえば、適切なプラスチック類は、他のポリマープラスチック材料の中でも、ＰＥＴＧ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）などの、ポリカーボネート類、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）類、ポリウレタン類、ポリエーテル類、ポリアミド類、ポリイミド類、またはこれらの熱可塑性プラスチック類の共重合体類を含むことができる。特定の実施形態において、フローチャネルは、ポリエステルから形成され、そこで対象のポリエステル類は、限定されないが、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）などのポリ（アルキレンテレフタレート類）、ボトル−グレードＰＥＴ（モノエチレングリコール、テレフタル酸、及びイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノールなどのような他のコモノマー類に基づき作製される共重合体）、ポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、及びポリ（ヘキサメチレンテレフタレート）と、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（１，４−ブチレンアジペート）、及びポリ（ヘキサメチレンアジペート）などのポリ（アルキレンアジペート類）と、ポリ（エチレンスベレート）などのポリ（アルキレンスベレート類）と、ポリ（エチレンセバケート）などのポリ（アルキレンセバケート類）と、ポリ（ε−カプロラクトン）及びポリ（β−プロピオラクトン）と、ポリ（エチレンイソフタレート）などのポリ（アルキレンイソフタレート類）と、ポリ（エチレン２，６−ナフタレン−ジカルボキシレート）などのポリ（アルキレン２，６−ナフタレン−ジカルボキシレート類）と、ポリ（エチレンスルホニル−４，４’−ジベンゾアート）などのポリ（アルキレンスルホニル−４，４’−ジベンゾアート類）と、ポリ（ｐ−フェニレンエチレンジカルボキシレート類）などのポリ（ｐ−フェニレンアルキレンジカルボキシレート類）と、ポリ（トランス−１，４−シクロヘキサンジイルエチレンジカルボキシレート）などのポリ（トランス−１，４−シクロヘキサンジイルアルキレンジカルボキシレート類）と、ポリ（１，４−シクロヘキサン−ジメチレンエチレンジカルボキシレート）などのポリ（１，４−シクロヘキサン−ジメチレンアルキレンジカルボキシレート類）と、ポリ（［２．２．２］−ビシクロオクタン−１，４−ジメチレンエチレンジカルボキシレート）などのポリ（［２．２．２］−ビシクロオクタン−１，４−ジメチレンアルキレンジカルボキシレート類）と、（Ｓ）−ポリラクチド、（Ｒ，Ｓ）−ポリラクチド、ポリ（テトラメチルグリコリド）、及びポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）などの乳酸ポリマー類及び共重合体類と、またビスフ��ノールＡ、３，３’−ジメチルビスフェノールＡ、３，３’，５，５’−テトラクロロビスフェノールＡ、３，３’，５，５’−テトラメチルビスフェノールＡのポリカーボネート類と、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）などのポリアミド類と、ポリエチレンテレフタレート類など、Ｍｙｌａｒ（商標）ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル類などとを含むことができる。
【００３１】
特定の実施形態において、１層以上の金属層は、フローチャネルの外面上に存在する。これらの実施形態において、対象の音響コンセントレータがはんだ組成物とフローチャネルとの間に１層以上の金属層を含むように、音響場発生器をフローチャネルの外面上の１層以上の金属層へはんだ付けする。実施形態において、金属層は、フローチャネルの外面と安定して結び付く。特定の例において、金属層は、フローチャネルの表面に共有結合される。１層より多い金属層は、フローチャネルの表面に存在してもよく、２層以上の層など、３層以上の層など、４層以上の層など、及び５層以上の層を含むことができる。各金属層は、フローチャネルを音響場発生器に結合するために使用される、はんだのタイプに加えて、フローチャネルのサイズによって変化する厚さを有することができ、この厚さは、０．０５μｍ以上など、０．１μｍ以上など、０．５μｍ以上など、１μｍ以上など、２μｍ以上など、３μｍ以上など、５μｍ以上など、１０μｍ以上など、１５μｍ以上など、２５μｍ以上など、及び５０μｍ以上を含む、０．０１μｍ以上であることができる。たとえば、フローチャネルの表面における各金属層の厚さは、０．０５μｍから９０μｍなど、０．１μｍから８０μｍなど、０．５μｍから７０μｍなど、１μｍから６０μｍなど、及び５μｍから５０μｍを含む、０．０１μｍから１００μｍに及ぶことができる。たとえば、各金属層は、４μｍから６μｍなどの、５μｍを含む、１μｍから１０μｍに及ぶ厚さを有することができる。
【００３２】
実施形態において、金属組成物は、フローチャネルの外面の、４０％以下など、２５％以下など、１０％以下など、５％以下など、及び１％以下を含む、フローチャネルの外面の５０％以下に適用されることができる。金属組成物は、必要に応じて、ポリゴン（たとえば、正方形、長方形またはいずれかの他の幾何学的形状）、またはストリップ（たとえば、規則的なパターンまたは不規則的なパターンを有する直線または非直線）の形態においてなど、いずれかの好適な形状の形態においてフローチャネルの外面に適用されることができる。音響場発生器のサイズにより、適用される金属層は、２ｍｍから１４ｍｍなど、３ｍｍから１３ｍｍなど、４ｍｍから１２ｍｍなど、及び５ｍｍから１０ｍｍを含む、１ｍｍから１５ｍｍの範囲で変わる幅を有することができる。特定の実施形態において、適用される金属層の幅は、１．５ｍｍである。また適用される金属層の長さは、１ｍｍから２５ｍｍなど、２ｍｍから２２．５ｍｍなど、３ｍｍから２０ｍｍなど、４ｍｍから１７．５ｍｍなど、及び５ｍｍから１５ｍｍを含む１ｍｍから５０ｍｍの範囲で変動することがある。特定の実施形態において、適用される金属層の長さは、１０ｍｍである。特定の例において、適用される金属層は、１．５ｍｍの幅、及び１０ｍｍの長さを有する。したがって、金属層は、２ｍｍ２から２２５ｍｍ２など、３ｍｍ２から２００ｍｍ２など、４ｍｍ２から１７５ｍｍ２など、５ｍｍ２から１５０ｍｍ２など、６ｍｍ２から１２５ｍｍ２など、７ｍｍ２から１００ｍｍ２など、８ｍｍ２から７５ｍｍ２など、及び１０ｍｍ２から５０ｍｍ２の面積を含む、１ｍｍ２から２５０ｍｍ２の面積にわたり適用することができる。
【００３３】
いずれかの適切な金属は、それがはんだ組成物によって音響場発生器へはんだ付けされることが可能である限り、フローチャネルの外面に金属層のために用いられることができ、そこで適切な金属類は、限定されないが、アルミニウム、クロム、コバルト、銅、金、インジウム、鉄、鉛、ニッケル、スズ、鋼（たとえば、ステンレス鋼）、銀、亜鉛及びそれらの組み合わせのような金属類、ならびにアルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ニッケル−銅合金、アルミニウム−銅合金、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−マグネシウム酸化物合金、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−マグネシウム−マンガン−白金合金、コバルト合金、コバルト−クロム合金、コバルト−タングステン合金、コバルト−モリブデン−炭素合金、コバルト−クロム−ニッケル−モリブデン−鉄−タングステン合金、銅合金、銅−ヒ素合金、銅−ベリリウム合金、銅−銀合金、銅−亜鉛合金（たとえば、真鍮）、銅−スズ合金（たとえば、青銅）、銅−ニッケル合金、銅−タングステン合金、銅−金−銀合金、銅−ニッケル−鉄合金、銅−マンガン−スズ合金、銅−アルミニウム−亜鉛−スズ合金、銅−金合金、金合金、金−銀合金、インジウム合金、インジウム−スズ合金、インジウム−スズ酸化物合金、鉄合金、鉄−クロム合金（たとえば、鋼）、鉄−クロム−ニッケル合金（たとえば、ステンレス鋼）、鉄−シリコン合金、鉄−クロム−モリブデン合金、鉄−炭素合金、鉄−ホウ素合金、鉄−マグネシウム合金、鉄−マンガン合金、鉄−モリブデン合金、鉄−ニッケル合金、鉄−リン合金、鉄−チタン合金、鉄−バナジウム合金、鉛合金、鉛−アンチモン合金、鉛−銅合金、鉛−スズ合金、鉛−スズ−アンチモン合金、ニッケル合金、ニッケル−マンガン−アルミニウム−シリコン合金、ニッケル−クロム合金、ニッケル−銅合金、ニッケル、モリブデン−クロム−タングステン合金、ニッケル−銅−鉄−マンガン合金、ニッケル−炭素合金、ニッケル−クロム−鉄合金、ニッケル−シリコン合金、ニッケル−チタン合金、銀合金、銀−銅合金（たとえば、スターリングシルバー）、銀−銅−ゲルマニウム合金（たとえば、アルゲンチウムスターリングシルバー）、銀−金合金、銀−銅−金合金、銀−白金合金、スズ合金、スズ−銅−アンチモン合金、スズ−鉛−銅合金、スズ−鉛−アンチモン合金、チタン合金、チタン−バナジウム−クロム合金、チタン−アルミニウム合金、チタン−アルミニウム−バナジウム合金、亜鉛合金、亜鉛−銅合金、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム−銅合金、ジルコニウム合金、ジルコニウム−スズ合金またはそれらの組み合わせのような金属合金類を含むことができる。いくつかの実施形態において、金属層は、金及びスズを含む。他の実施形態において、金属は、クロム、白金及び金を含む。
【００３４】
いくつかの実施形態において、フローチャネルは、金及びスズを含有する金属層を含む。これらの実施形態において、金属層内の金の量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％の金を含む。特定の例において、金属層は、７５重量％の量の金を含む。また金属層内のスズの量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％のスズを含むことができる。特定の例において、金属層は、２５重量％の量内のスズを含む。特定の実施形態において、フローチャネルは、７５重量％の金及び２５重量％のスズである金属層を含む。
【００３５】
図１Ａは、特定の実施形態に従い、フローチャネルの外面へはんだ付けされる音響場発生器（たとえば、ＰＺＴ）を含む音響コンセントレータの図解である。音響コンセントレータ１００は、流入口１０１ａ及び１０１ｂ、ならびに流出口１０１ｃ及び１０１ｄ、それらの間に流路１０１ｅを含むフローチャネル１０１を備える。音響場発生器１０２（たとえば、ＰＺＴ）は、流路１０１ｅ沿いの位置でフローチャネル１０１の表面へはんだ付けされる。図１Ａに描写される音響コンセントレータは、オフセットはんだ付けされた音響場発生器を含む７０ｍｍ音響コンセントレータの配置を図示する。ここで、音響場発生器１０２は、流入口１０１ａ及び１０１ｂから１０ｍｍ下流側、ならびに流出口１０１ｃ及び１０１ｄから２５ｍｍ上流側にある流路１０１ｅ沿いの位置へはんだ付けされる。
【００３６】
図１Ｂは、音響場発生器１０２をフローチャネル１０１へはんだ付けする、フローチャネル１０１の分解図である。図１Ｂにおいて、金−スズ金属層１０３をフローチャネル１０１の表面に適用し、音響場発生器をフローチャネルに金属層１０３を介してはんだ付けする。
【００３７】
他の実施形態において、フローチャネルは、クロム、白金及び金を含有する金属層を含む。これらの実施形態において、金属層内のクロム量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％のクロムを含む。また金属層内の白金量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％の白金を含む。また金属層内の金量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％の金を含む。さらに他の実施形態において、フローチャネルは、クロム、ニッケル及び金を含む金属層を含む。これらの実施形態において、金属層内のクロム量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％のクロムを含む。また金属層内のニッケル量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％の白金を含む。また金属層内の金量は、１０重量％から９０重量％の範囲で変わり、１５重量％から８５重量％など、２０重量％から８０重量％など、２５重量％から７５重量％など、及び３５重量％から６５重量％の金を含む。これらの実施形態において、いずれかの所与の金属層の厚さは、いくつかの例において、０．１から５ミクロンなどの、０．０１から１ミクロンの範囲で変わることができる。
【００３８】
特定の実施形態において、フローチャネルは、２層の金属層を含み、第一金属層は、金及びスズを含み、第二金属層は、クロム、白金及び金を含む。金−スズの金属層の厚さとクロム−白金−金の金属層の厚さとの比は、はんだ及び音響場コンセントレータのタイプにより変わり、１：１から１：４．５など、１：１から１：４など、１：１から１：３．５など、１：１から１：３など、１：１から１：２．５など、１：１から１：２など、１：１から１：１．５、またはその範囲を含む、１：１から１：５に及ぶことができる。たとえば、金−スズの金属層とクロム−白金−金の金属層との間の厚さの比は、１：１から１：１．５、１：１．５から１：２、１：２から１：２．５、１：２．５から１：３、１：３から１：３．５、１：３．５から１：４、１：４から１：４．５、１：４．５から１：５、またはその範囲の間に及ぶことができる。他の実施形態において、クロム−白金−金の金属層と金−スズの金属層の厚さの比は、１：１から１：４．５など、１：１から１：４など、１：１から１：３．５など、１：１から１：３など、１：１から１：２．５など、１：１から１：２など、１：１から１：１．５を有する、１：１から１：５の間に及ぶ。たとえば、クロム−白金−金の金属層と金−スズの金属層との間の厚さの比は、１：１から１：１．５、１：１．５から１：２、１：２から１：２．５、１：２．５から１：３、１：３から１：３．５、１：３．５から１：４、１：４から１：４．５、１：４．５から１：５、またはその範囲の間に及ぶことができる。
【００３９】
音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けするための方法
上記に要約されるように、本開示の態様は、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けするための方法を有する。特定の実施形態に従い、本発明の方法を実施する際に、はんだを融解させ、このはんだによって音響場発生器をフローチャネルの外面に添着する。いくつかの実施形態において、方法は、融解したはんだを音響場発生器と接触させ、音響場発生器をフローチャネルに結合することを有する。他の実施形態において、方法は、融解したはんだをフローチャネルと接触させ、音響場発生器をフローチャネルに結合することを有する。さらに他の実施形態において、方法は、音響場発生器とフローチャネルとの間へはんだを配置し、音響場発生器及びフローチャネルの両方と接触させ、はんだを融解させて音響場発生器をフローチャネルの外面に添着することを有する。
【００４０】
実施形態において、はんだは、２９５℃以下など、２９０℃以下など、２７５℃以下など、２５０℃以下など、２２５℃以下など、２００℃以下など、１９５℃以下など、及び１７５℃以下の融解温度を含む、３００℃以下の温度で融解し、はんだ及び音響場発生器のタイプにより、製造条件下ではんだの最低融解温度まで下がる。いくつかの実施形態において、はんだは、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀を含み、２００℃以下の温度で融解する。特定の実施形態において、はんだを融解させるために用いられる温度は、音響場発生器のキュリー温度に依存する。たとえば、はんだは、３０℃以上によるような、３５℃以上によるような、４０℃以上によるような、５０℃以上によるような、７５℃以上によるような、１００℃以上によるような、１２５℃以上によるような、及び１５０℃以上によるような温度を含む、２５℃以上による音響場発生器のキュリー温度より低い温度で融解することができる。特定の例において、音響場発生器は、３１５℃のキュリー温度を有するチタン酸ジルコン酸鉛（たとえば、ＰＺＴ）であり、はんだは、２００℃以下の温度で融解するインジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀組成物である。いずれかの適切な加熱プロトコルは、はんだを融解させるために用いられ、限定されないが、他の加熱プロトコルの中でも、加熱コイル、輻射または対流オーブン、裸火、ホットプレート、ヒートガン、加熱ブロックを含むことができる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けするための方法は、１）はんだを融解させること、２）このはんだを音響場発生器と接触させて、音響場発生器−はんだ付加物を製造すること、及び３）フローチャネルを音響場発生器−はんだ付加物に結合することを有する。いくつかの例において、はんだを融解させた後に、直ちにこのはんだを音響場発生器と接触させることができる。他の例において、５秒以上後などに、１０秒以上後などに、１５秒以上後などに、３０秒以上後などに、６０秒以上後を含む、所定の持続時間後に、はんだを音響場発生器と接触させる。特定の実施形態において、はんだを融解させながら、同時に音響場発生器−はんだ付加物を形成するように、はんだを融解させながら、はんだは、音響場発生器と接触し、音響場発生器との接触を維持される。
【００４２】
いくつかの実施形態において、製造された音響場発生器−はんだ付加物は、つぎに、フローチャネルに直ちに結合される。他の実施形態において、音響場発生器−はんだ組成物のはんだ成分は、融解して、つぎにその後にフローチャネルに結合されるまで再加熱される。さらに他の実施形態において、フローチャネルは、はんだを再融解させ、音響場発生器−はんだ付加物をフローチャネルに結合しながら、音響場発生器−はんだ付加物との接触を維持される。
【００４３】
他の実施形態において、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けするための方法は、１）はんだを融解させること、２）このはんだをフローチャネルと接触させてフローチャネル−はんだ付加物を製造すること、及び３）音響場発生器をフローチャネル−はんだ付加物に結合することを有する。いくつかの例において、はんだを融解させた後に直ちに、このはんだをフローチャネルと接触させる。他の例において、５秒以上後など、１０秒以上後など、１５秒以上後など、３０秒以上後など、６０秒以上後を含む、所定の持続時間後に、はんだをフローチャネルと接触させる。特定の実施形態において、はんだを融解させながら同時にフローチャネル−はんだ付加物を形成するように、はんだを融解させながら、はんだをフローチャネルと接触させ、フローチャネルとの接触を維持する。
【００４４】
いくつかの実施形態において、製造されたフローチャネル−はんだ付加物は、つぎに直ちにフローチャネルに結合される。他の実施形態において、フローチャネル−はんだ組成物のはんだ成分は、融解し、つぎにその後に音響場発生器に結合されるまで、再加熱される。さらに他の実施形態において、音響場発生器は、はんだを再融解させてフローチャネル−はんだ付加物を音響場発生器に結合しながら、フローチャネル−はんだ付加物との接触を維持される。
【００４５】
さらに他の実施形態において、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けするための方法は、１）音響場発生器とフローチャネルとの間へはんだを配置し、音響場発生器及びフローチャネルの両方と接触させること、及び２）はんだを融解させ、音響場発生器をフローチャネルに添着することを有する。これらの実施形態において、はんだを融解させるために十分な方式の熱源により、音響場発生器、フローチャネル、及びそれらの間に配置されるはんだに熱を加える。はんだが融解した後に、熱源を除去し、音響場発生器を冷却するときに、フローチャネルへはんだ付けするようになる。
【００４６】
本発明の方法中に、いずれかのステップにおいて、圧力を音響場発生器及びフローチャネルのうちの１つ以上に加えることができる。いくつかの実施形態において、方法は、圧力を音響場発生器に加えることを有し、１ｋＰａ以上の圧力など、５ｋＰａ以上の圧力など、１０ｋＰａ以上の圧力など、２５ｋＰａ以上の圧力など、５０ｋＰａ以上の圧力など、１００ｋＰａ以上の圧力など、５００ｋＰａ以上の圧力など、７５０ｋＰａ以上の圧力など、１ＭＰａ以上の圧力など、２ＭＰａ以上の圧力など、５ＭＰａ以上の圧力など、及び１０ＭＰａ以上の圧力を音響場発生器に加えることを有する。他の実施形態において、方法は、圧力をフローチャネルに加えることを有し、１ｋＰａ以上の圧力など、５ｋＰａ以上の圧力など、１０ｋＰａ以上の圧力など、２５ｋＰａ以上の圧力など、５０ｋＰａ以上の圧力など、１００ｋＰａ以上の圧力など、５００ｋＰａ以上の圧力など、７５０ｋＰａ以上の圧力など、１ＭＰａ以上の圧力など、２ＭＰａ以上の圧力など、５ＭＰａ以上の圧力など、及び１０ＭＰａ以上の圧力をフローチャネルに加えることを有する。さらに他の実施形態において、方法は、音響場発生器及びフローチャネルの両方に同時に圧力を加えることを有し、７５０ｋＰａ以上の圧力など、１ＭＰａ以上の圧力など、２ＭＰａ以上の圧力など、５ＭＰａ以上の圧力など、及び１０ＭＰａ以上の圧力を音響場発生器に加えることを有する。他の実施形態において、方法は、フローチャネルに圧力を加えることを有し、１ｋＰａ以上の圧力など、５ｋＰａ以上の圧力など、１０ｋＰａ以上の圧力など、２５ｋＰａ以上の圧力など、５０ｋＰａ以上の圧力など、１００ｋＰａ以上の圧力など、５００ｋＰａ以上の圧力など、７５０ｋＰａ以上の圧力など、１ＭＰａ以上の圧力など、２ＭＰａ以上の圧力など、５ＭＰａ以上の圧力など、ならびに１０ＭＰａ以上の圧力を音響場発生器及びフローチャネルの両方に同時に加えることを有する。
【００４７】
特定の実施形態において、方法は、音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けする前に、１層以上の金属層をフローチャネルの外面上に適用することを有する。上述したように、金属層は、フローチャネルの外面に安定して配置される（たとえば、共有結合される）。これらの実施形態において、音響場発生器をフローチャネル上の金属層へはんだ付けする。本明細書に使用されるとき、用語「適用する」は、金属組成物の１層以上をフローチャネルの外面上に配置することを指す。したがって、適用することは、頂部上に金属組成物を配置する、フローチャネルの表面上に金属組成物を沈着させる、またはその他の方法により生成することを有することができる。いくつかの実施形態において、方法は、金属組成物（上述されるような）の薄層をフローチャネルの外面上に沈着させることを有し、このような層は、２μｍ以上など、５μｍ以上など、１０μｍ以上など、２５μｍ以上など、５０μｍ以上など、及び１００μｍ以上を含む、１μｍ以上の厚さを有する。たとえば、方法は、０．０１μｍから１００μｍに及ぶ厚さを有する金属組成物の薄層を沈着させることを有し、この薄層は、０．０５μｍから９０μｍなど、０．１μｍから８０μｍなど、０．５μｍから７０μｍなど、１μｍから６０μｍなど、及び５μｍから５０μｍの厚さを有することができる。３層以上など、及び５層以上を含む、２層以上を沈着させるように、金属組成物の１層より多い層をフローチャネルの表面上に沈着させてもよい。沈着した金属組成物の量は、沈着する層数と同様に、フローチャネル上に適用される面積のサイズによって変わる。特定の例において、適用される金属組成物の量は、２５０μｇ以上など、５００μｇ以上など、１０００μｇ以上など、２５００μｇ以上を含む、１００μｇ以上である。
【００４８】
実施形態において、金属組成物は、フローチャネルの外面の、４０％以下など、２５％以下など、１０％以下など、５％以下など、及び１％以下を含む、フローチャネルの外面の５０％以下に適用されることができる。金属組成物は、必要に応じて、ポリゴン（たとえば、正方形、長方形またはいずれかの他の幾何学的形状）、またはストリップ（たとえば、規則的な、または不規則的なパターンを有する直線または非直線）の形態など、いずれかの好適な形状の形態でフローチャネルの外面に適用されることができる。音響場発生器のサイズにより、適用される金属層は、２ｍｍから１４ｍｍなど、３ｍｍから１３ｍｍなど、４ｍｍから１２ｍｍなど、及び５ｍｍから１０ｍｍを含む、１ｍｍから１５ｍｍの範囲で変わる幅を有することができる。特定の実施形態において、適用される金属層の幅は、１．５ｍｍである。また適用される金属層の長さは、２ｍｍから２２．５ｍｍなど、３ｍｍから２０ｍｍなど、４ｍｍから１７．５ｍｍなど、及び５ｍｍから１５ｍｍを含む、１ｍｍから２５ｍｍの範囲で変わることができる。特定の実施形態において、適用される金属層の長さは、１０ｍｍである。特定の例において、適用される金属層は、１．５ｍｍの幅、及び１０ｍｍの長さを有する。したがって、金属層は、２ｍｍ２から２２５ｍｍ２など、３ｍｍ２から２００ｍｍ２など、４ｍｍ２から１７５ｍｍ２など、５ｍｍ２から１５０ｍｍ２など、６ｍｍ２から１２５ｍｍ２など、７ｍｍ２から１００ｍｍ２など、８ｍｍ２から７５ｍｍ２など、及び１０ｍｍ２から５０ｍｍ２を含む、１ｍｍ２から２５０ｍｍ２の面積にわたり適用されることができる。
【００４９】
金属組成物の追加の層は、たとえば、金属層の平滑性または均一性を向上させるためなどに、必要であればフローチャネルの表面に適用されることができる。たとえば、沈着した金属層を評価した後に、フローチャネルを音響場発生器へはんだ付けするために金属層が全く最適ではない、または不適切であると決定する場合に、追加の金属組成物は、沈着した金属層のすべて、または一部に適用されることができる。したがって、最終的に沈着した金属層の厚さは、０．５μｍ以上など、１．０μｍ以上など、１．５μｍ以上など、２．０μｍ以上など、５μｍ以上など、１０μｍ以上など、１００μｍ以上を含む、０．１μｍ以上増加することができる。金属層の一部またはすべての厚さは、増加することができる。たとえば、いくつかの実施形態において、方法は、沈着した金属層全体の厚さを増加させることを有する。他の実施形態において、沈着した金属層全体未満の厚さに増加させることができ、たとえば、沈着した層の９５％以下の厚さに増加させ、沈着した金属層の７５％以下など、５０％以下など、２５％以下など、１０％以下など、及び５％以下を含む、全体的な厚さに増加させる。特定の例において、沈着した金属層上の特定の領域は、調整されてもよく、変化する厚さを有する金属層の別個の部分をもたらす。
【００５０】
いくつかの実施形態において、各金属層を塗布する前に、フローチャネルの外面は、金属層を塗布するために調整される。特定の例において、フローチャネルの外面は、コロナ放電プロセスによって処理される。用語「コロナ放電プロセス」は、塗布されたコーティング（たとえば、金属層）をさらに受け入れるように表面を調製する表面処理プロセスを指す、その従来の意味において本明細書に使用される。いくつかの実施形態において、フローチャネルの外面は、ガス雰囲気下で電極間に放電を生じるために十分である電極間に電位を印加することによりコロナ放電表面処理によって処理される。したがって、フローチャネルの外面は、いかなる液体溶媒をも使用せずに、処理されることが可能である。コロナ放電を生じるために十分である、いずれかの好適なガス源を用いることができる。たとえば、ガスは、空気と、Ｏ２と、水蒸気と、ＣＯ２、アルコール類、ケトン類、エーテル類などの酸素含有有機ガス類と、それらの組み合わせとであることができる。コロナ放電処理用のガスは、Ｎ２及びアンモニアなどの、窒素含有ガス類を含むこともできる。他の例において、コロナ放電プロセスは、たとえば、Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ及びＨＩ、ＣＦ４、ＣＨＣｌＦ２、ＣＣｌＦ３、ＣＣｌ２Ｆ２、Ｃ２Ｆ６、ＣＢｒＦ３、ＣＨＣｌ３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨ３ＣＣｌ３、ＣＣｌ４、またはいずれかのそれらの組み合わせなどの、ハロゲン化ガス類を使用して実行されることができる。また１層以上の金属層の塗布のためにフローチャネルの外面を調製するための適切なコロナ放電プロトコルは、限定されないが、米国特許第４，３５８，６８１号、第４，８７９，１００号、第５，１９４，２９１号、第５，２３６，５３６号及び第５，４６６，４２４号に記述される表面コロナ放電処理を有し、これらの開示内容は、参照により本明細書に援用される。
【００５１】
生体試料を処理するための方法
上記に要約されるように、本開示の態様は、本明細書に記述される音響コンセントレータのうちの１つ以上によって、より小さな成分からより大きな成分を音響的に分離し、生体試料内の個々の細胞を収集することも有する。用語「音響学的に分離する」は、生体試料内の特定の物質（たとえば、細胞、細胞デブリ、組織物質及び非細胞化合物）を超音波定常波の適用により制御する、または操作することができるプロセスを広範に、かつ一般的に指す、その従来の意味において使用される。その結果、特定の実施形態において、方法は、生体試料の成分を音響的に選別することを有する。他の例において、方法は、生体試料の成分を音響的に濃縮する、及び／または洗浄することを有する。
【００５２】
本開示の実施形態において、本発明の方法は、低同調を示す細胞試料を提供する。同調は、液体試料内の成分（たとえば、細胞）の凝集度の測定であり、たとえば、Ｌｉｎｄｍｏ，ｅｔ  ａｌ．（１９８１）Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，２，１５１−１５４に記述され、この開示内容が参照により本明細書に援用されるように、正常なポアソン分布に基づき、所期の分布分の成分の観測された分布の比として定義される。特定の態様において、本発明のデバイスは、約１．５から０．０など、１．０から０．０、０．７５から０．０、約０．５から０．０、０．４から０．０２、または０．２５から０．０を含む、２．０から０．０の同調因子を有する試料の製造を促進することができる。
【００５３】
本明細書に使用されるとき、用語「生体試料」は、すべての生物、植物、真菌または動物の組織、細胞または構成部位のサブセットを指す、その従来の意味において使用され、特定の例において、これらのサブセットは、血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、だ液、気管支肺胞洗浄液、羊水、羊膜索血、尿、膣液及び精液において見出されることができる。したがって、「生体試料」は、限定されないが、たとえば、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚の、呼吸器の、胃腸管の、循環器の、また尿生殖器の切片、涙、だ液、乳、血液細胞、腫瘍、器官を含む、天然の生物またはその組織のサブセットと、生物またはその組織のサブセットから調製されるホモジネート、ライセートまたは抽出物との両方を指す。生体試料は、健康な組織、及び患部組織（たとえば、がん、悪性の、壊死性のなど）の両方を含む、生物組織のいずれかのタイプであることができる。
【００５４】
本開示の実施形態において、生体試料は、細胞を含む。適切な細胞は、真核細胞（たとえば、哺乳類の細胞）及び／または原核細胞（たとえば、バクテリア細胞または古細菌細胞）を含む。試料は、生体外源（たとえば、培養液内で成長した実験用細胞からの細胞の懸濁液）から、または生体内源（たとえば、哺乳類被験体、ヒト被験者など）から取得されることができる。いくつかの実施形態において、細胞試料は、生体外源から取得される。生体外源は、限定されないが、原核（たとえば、細菌、古細菌）細胞培養液、原核及び／または真核（たとえば、哺乳類、ｐｒｏｔｅｓｔ、真菌など）細胞を含む環境試料、真核細胞培養液（たとえば、確立された細胞株の培養液、既知の、または購入した細胞株の培養液、不死化細胞株の培養液、初代細胞の培養液、実験用酵母の培養液など）、組織培養液などを含む。
【００５５】
いくつかの実施形態において、試料は、生体内源から取得され、組織（たとえば、組織診からの細胞懸濁液、組織試料からの細胞懸濁液など）、及び／または体液（たとえば、全血、分画された血液、血漿、血清、だ液、リンパ液、間質液など）から取得される試料を含むことが可能である。いくつかの事例において、被験体に由来する細胞、流体、または組織は、評価前に培養される、保存される、または操作される。生体内源は、生体多細胞生物を含み、非診断または診断の細胞試料をもたらすことが可能である。
【００５６】
特定の実施形態において、試料のソースは、「哺乳類」、または「哺乳類の」であり、そこでこれらの用語は、食肉目（たとえば、イヌ類及びネコ類）、齧歯目（たとえば、マウス、モルモット、ブタ類、及びラット）、及び霊長目（たとえば、ヒト類、チンパンジー類、及びサル類）を含む、哺乳綱内にある生物を説明するために広範に使用される。いくつかの例において、被験体は、ヒト類である。これらの方法は、性別、及び発達のあらゆる段階（すなわち、新生児、乳幼児、若年、青年、成人）の両方のヒト被験者らから取得される試料に適用されることができ、そこで特定の実施形態において、ヒト被験者は、若年、青年または成人である。本発明は、ヒト被験者からの試料に適用されることができ、本方法が、限定されないが、鳥類、マウス、ラット、イヌ類、ネコ類、家畜及びウマ類などの、他の動物被験体からの試料に実行されることもできることを理解するであろう。
【００５７】
特定の実施形態において、生体試料は、音響コンセントレータに関する使用のために構成されるコンテナ（たとえば、ブレンダーカップ、ボルテックスマイクロチューブ、ソニケーター容器など）内に事前に入れられている検体であり、生体試料が音響コンセントレータのフローチャネルを通過する前の所定の期間にコンテナ内に保存される。コンテナ内に事前に入れた後に、生体試料を保存する時間量は、変わり、０．１時間以上など、０．５時間以上など、１時間以上など、２時間以上など、４時間以上など、８時間以上など、１６時間以上など、２４時間以上など、４８時間以上など、７２時間以上など、９６時間以上など、１２０時間以上など、１４４時間以上など、１６８時間以上など、及び２４０時間以上コンテナ内に生体試料を事前に入れることを含む、または０．５時間から２１６時間など、１時間から１９２時間など、及び５時間から１６８時間を含む、０．１時間から２４０時間などに及ぶことができる。たとえば、生体試料は、遠隔位置において（たとえば、家庭用キットを使用する自宅において、または診療所において）音響コンセントレータに関する使用のために構成されるコンテナ（たとえば、ブレンダーカップ、ボルテックスマイクロチューブ、ソニケーター容器など）内に事前に入れられ、本発明の方法に従って処理するために研究室に送られることができる。「遠隔位置」は、試料がコンテナ内に含まれ、事前に入れられる位置以外の位置を意味する。たとえば、遠隔位置は、たとえば、以下により詳細に記述されるような、処理デバイスの位置に関して、同一の都市内の別の位置（たとえば、事務所、研究所など）、異なる都市内の別の位置、異なる州内の別の位置、異なる国の別の位置などであることが可能である。いくつかの例において、２箇所の位置は、たとえば、５００ｍ以上、１０００ｍ以上、１０，０００ｍ以上、いくつかの例において、１００，０００ｍまでなどの、５０ｍ以上などの、１００ｍ以上を含む、１０ｍ以上の距離で相互に分かれる場合に、互いから遠隔にある。
【００５８】
本発明の方法により処理される生体試料は、幅広い範囲の粘度を示す可能性がある。液体の粘度は、温度に依存することができる。特定の実施形態において、流体試料は、所与の温度（たとえば、２０℃において１ｃＰ、４０℃において０．６５ｃＰ）において水の粘度に実質的に等しい粘度を有する。本開示に有用な流体試料は、幅広い範囲の粘度を示し、いくつかの態様において、０．１ｃＰから５０ｃＰ、０．２ｃＰから１０ｃＰ、０．２ｃＰから２．０ｃＰ、０．５ｃＰから１．５ｃＰ、または０．７５ｃＰから１．５ｃＰなど、０．１ｃＰから１００ｃＰを含む、０．０１ｃＰから７５０ｃＰに及ぶことができる。
【００５９】
実施形態において、生体試料内のより大きな成分は、組織、組織フラグメント及び細胞凝集体を含むことができ、生体試料内のより小さな成分は、個々の細胞、細胞デブリ及び非細胞巨大分子を含む。したがって、特定の例において、方法は、生体試料内に存在する個々の細胞、細胞デブリ及び非細胞巨大分子から組織、組織フラグメント及び細胞凝集体を音響的に分離することを有する。
【００６０】
対象の音響分離方法は、限定されないが、２０１４年１２月１１日に出願された米国特許公開第２０１５／０１７７１１１号、米国特許第８，９５６，５３６号、米国特許第６，９２９，７５０号、Ｌａｕｒｅｌｌ，ｅｔ  ａｌ．（２００７）Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．，２００７，３６，４９２−５０６、Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ．（２００５）Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ７７：１２１６−１２２１、及びＡｕｇｕｓｔｓｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ．（２００９）Ｌａｂ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ９：８１０−８１８に記述されるものを含むことができ、これらの開示内容は、参照により本明細書に援用される。簡潔に、音響コントラスト因子（Φ−因子）は、周囲の培地（ρｗ，βｗ）の対応する特性に関する、粒子（たとえば、組織凝集体、細胞凝集体または個々の細胞）の密度（ρｃ）、及びその圧縮率（βｃ）の両方に依存する。音響コントラスト因子は、音響力の方向を決定し、また特定の粒子が定常圧波の節方向へ、または圧力腹方向へ移動するか否かを決定する、正または負であることができる。
【００６１】
特定の態様において、より小さな成分から生体試料内のより大きな成分を音響的に分離することは、Ｌｕｎｄ方法に従い、そこで異なるサイズの生体試料内の化合物は、音響場発生器（たとえば、圧電セラミック）を使用して超音波により作動する層流マイクロチャネルに音響的に分離される。特定の実施形態において、チャネルの幅は、定常波が形成されることが可能であるフローチャネルの側壁部間に共振器を作製する、所望の超音波波長の半分に対応する。これらの実施形態において、誘起された定常波は、入射超音波面に直交して発生する。生体試料のより小さな成分は、側壁部近くに残りながら、正のΦ−因子に関する生体試料のより大きな成分は、チャネル中央沿いに圧力節面方向へ、軸方向の一次放射力（ＰＲＦ）により、チャネルを通る流れの中で移動する。より小さな成分からより大きな成分の分離は、特定の例において、中央流出口を通る分離されたより大きな成分、及び１つ以上の側面流出口を通るより小さな成分を提供するように構成される分割されたチャネル流出口により完了する。いくつかの実施形態において、音響定常波は、フローチャネルの中央に集中する。これらの実施形態において、音響定常波は、フローチャネル内に音響放射圧を加えるチャネル内で伝播するように構成される。特定の例において、適用される音響定常波は、フローチャネルの外側に伝播しない。特定の実施形態において、音響場は、振動トランスデューサにより単一方向にのみ適用される。したがって、これらの実施形態において、振動トランスデューサは、異なる２方向以上に音響場を同時に適用しない。
【００６２】
いくつかの実施形態において、音響コンセントレータのフローチャネルを通る流体流は、層状である。用語「層流」は、層間で途絶がほとんどない複数の平行層内に流体が流れる、流動力学を指すようにその従来の意味において使用される。たとえば、シースバッファのストリームは、音響コンセントレータを通る流れの内の試料の２つのストリーム間で層状になることができる。これらの実施形態において、音響場を適用するときに、より高密度の粒子（たとえば、組織、細胞凝集体など）は、ウォッシュバッファを流す層内に音響定常波の節に力で推進される。分離され破壊された生体試料のより大きな成分は、専用試料流出口を通って音響コンセントレータデバイスを出ることができ、平行な層状試料ストリーム内のより小さな成分は、異なる流出口に向けられることができる。
【００６３】
生体試料は、１つ以上の流入口を通って、音響コンセントレータのフローチャネル内に搬送される。特定の実施形態において、分離中に、フローチャネルの側面沿いに音響コンセントレータのフローチャネルを通して生体試料を運搬し、層状にされたウォッシュバッファを間に流す。したがって、第一液体培地（たとえば、生体試料）及び第二液体培地（たとえば、流れるバッファ）は、第一培地及び第二培地の層流、すなわち、２つの培地を別個に流しているが流路に隣合って接触している流れを生成するために十分である方式において混合される。第一培地及び第二培地の密度は、いくつかの例において、第一培地から第二培地へ、または第二培地から第一培地へ成分の操作を促進するために異なる。たとえば、いくつかの例において、第一培地と第二培地との間の密度差は、０．０５％以上など、０．１％以上など、０．５％以上など、１％以上など、２％以上など、５％以上など、及び１０％以上を含む、０．０１％以上である。本発明の第一培地と第二培地との間の密度差の上限は、特定の例において、２０％以下など、１５％以下など、１０％以下など、及び５％以下を含む、２５％以下であることができる。
【００６４】
本発明を実施する際に、はんだ付けされた音響場発生器（たとえば、圧電素子）は、チャネル内に音響定常波を生じるように作動する。適用される定常波は、生体試料内に含まれる所定のサイズの粒子に音響放射圧を用い、これらの粒子をフローチャネルの側面からこのチャネルの中央に形成される圧力節方向へ（たとえば、流れるバッファ内に集中するゾーンへ）移動させる。本開示の実施形態において、適用される音響定常波は、より小さな成分から破壊された生体試料のより大きな成分を分離するために十分である。たとえば、方法は、音響コンセントレータのフローチャネルの側面沿いに破壊された生体試料の流れの内のより小さな成分を保持しながら、流れるバッファ内の音響定常波の節により大きな成分を濃縮することを有する。これらの実施形態において、生体試料内に存在するより小さな成分、及びより大きな成分は、音響コンセントレータから異なる流出口を通して運搬されることにより、より小さな成分から生体試料のより大きな成分を効率的に分離する。
【００６５】
上記に考察されるように、生体試料のタイプにより、いくつかの例において、生体試料内のより大きな成分は、組織、組織フラグメントまたは細胞凝集体のうちの１つ以上であることができ、より小さな成分は、個々の細胞、細胞デブリまたは非細胞巨大分子のうちの１つ以上であることができる。特定の例において、生体試料内のより大きな成分は、細胞凝集体であり、より小さな成分は、生体試料内の個々の細胞、細胞デブリ及び非細胞巨大分子である。その結果、いくつかの実施形態において、より小さな成分から生体試料内のより大きな成分を音響的に分離することは、組織、組織フラグメントまたは細胞凝集体を、生体試料内の個々の細胞、細胞デブリ及び非細胞巨大分子から分離することを有する。他の実施形態において、より小さな成分からより大きな成分を音響的に分離することは、生体試料内の個々の細胞、細胞デブリ及び非細胞巨大分子から細胞凝集体を分離することを有する。さらに他の実施形態において、より小さな成分からより大きな成分を音響的に分離することは、細胞デブリ及び非細胞巨大分子から個々の細胞を分離することを有する。さらに他の実施形態において、より小さな成分からより大きな成分を音響的に分離することは、個々の細胞を細胞デブリから分離することを有する。別の実施形態において、より大きな成分をより小さな成分から音響的に分離することは、個々の細胞を非細胞巨大分子から分離することを有する。
【００６６】
生体試料の成分を音響的に分離するために、はんだ付けされた音響場発生器により適用される音波の周波数は、生体試料、フローチャネル幅、バッファ溶液の組成物及び成分の所望の分離により変わり、２ＭＨｚ以上など、２．５ＭＨｚ以上など、３ＭＨｚ以上など、３．５ＭＨｚ以上など、４ＭＨＺ以上など、４．５ＭＨｚ以上など、５ＭＨｚ以上など、５．５ＭＨｚ以上など、及び約６ＭＨｚ以上を含む、約１．５ＭＨｚ以上であることができる。たとえば、はんだ付けされた音響場発生器により適用される音波の周波数は、１．５ＭＨｚから５．５ＭＨｚなど、２ＭＨｚから５ＭＨｚなど、２．５ＭＨｚから４．５ＭＨｚなど、及び３ＭＨｚから４ＭＨｚを含む、１．０ＭＨｚから６ＭＨｚに及ぶことができる。適用される音波の周波数についての上限は、特定の例において、７．５ＭＨｚ以下など、及び５ＭＨｚ以下を含む、１０ＭＨｚ以下であることができる。特定の実施形態において、適用される音波の周波数は、たとえば、特定のはんだ付けされた圧電素子プレートについて２．０ＭＨｚなどの、はんだ付けされた音響場発生器（たとえば、振動トランスデューサ）の基本共振モードに対応する。他の実施形態において、適用される音波の周波数は、第一高調波、第二高調波などの、はんだ付けされた音響場発生器の高調波に対応する。
【００６７】
いくつかの例において、音響コンセントレータは、ｎが周波数であり、ｃが用いられるバッファ内の音の速度であり、λがチャネル幅である、方程式、ｎ＝ｃ／λにより与えられる、用いられたバッファ溶液内の音の速度、及び音響コンセントレータのチャネル幅により１つ以上の音響節の位置を決定するように構成される。たとえば、そこでバッファは、３７５μｍのチャネル幅を有する音響コンセントレータ内で、１×リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）（音の速度は１×ＰＢＳにおいて１５００ｍ／ｓである）である場合に、共振周波数は、４ＭＨｚである。これらの実施形態において、節は、チャネル中央において、１／２の共振周波数（すなわち、２ＭＨｚ）で発生する。その結果、この周波数のより高い倍数は、複数の集束ストリームのために提供する、複数の節をチャネル内に生成する。たとえば、これらの実施形態において、４ＭＨｚの周波数は、２つのストリームを生成し、６ＭＨｚの周波数は、３つのストリームを生成する。
【００６８】
生体試料の成分を分離するために適用される音波の音圧振幅は、生体試料の成分、音響分離中の流体流速により変わることもでき、０．０５ＭＰａから０．９５ＭＰａなど、０．１ＭＰａから０．９ＭＰａなど、０．２ＭＰａから０．８ＭＰａなど、及び０．２５ＭＰａから０．７５ＭＰａを含む、０．０１ＭＰａから１ＭＰａに及ぶことができる。実施形態において、適用される音波の音圧振幅は、破壊された生体試料内の、細胞凝集体、細胞デブリまたは非細胞巨大分子から個々の細胞を音響的に分離するために十分である。
【００６９】
本開示の方法において、生体試料の成分は、サイズに基づき選択的に分離されることが可能である。たとえば、生体試料の成分により、方法は、１０μｍ以上など、２５μｍ以上など、５０μｍ以上など、及び１００μｍ以上を含む、１０から２５μｍなど、２５から５０μｍなど、５０から７５μｍなど、及び７５から１００μｍを含む、５μｍ以上の直径を有する成分を分離するために十分である、音響放射圧をはんだ付けされた音響場発生器によって加えることを有することができる。いくつかの実施形態において、はんだ付けされた音響場発生器により加えられる音圧は、破壊された生体試料内の個々の細胞、細胞デブリまたは非細胞巨大分子から組織、組織フラグメントまたは細胞凝集体を分離するために十分である。他の実施形態において、はんだ付けされた音響場発生器により加えられる音圧は、破壊された生体試料内の細胞凝集体、細胞デブリまたは非細胞巨大分子から個々の細胞を分離するために十分である。
【００７０】
また印加される活性化電圧は、変化することができる。たとえば、特定の態様において、活性化電圧は、０．１Ｖｐｐから１Ｖｐｐ、１Ｖｐｐから１０Ｖｐｐ、１０Ｖｐｐから２０Ｖｐｐ、２０Ｖｐｐから３０Ｖｐｐ、３０Ｖｐｐから４０Ｖｐｐ、４０Ｖｐｐから５０Ｖｐｐ、５０Ｖｐｐから７５Ｖｐｐ、７５Ｖｐｐから１００Ｖｐｐ、または１００Ｖｐｐ以上などの、０．１Ｖｐｐから１００Ｖｐｐ以上である。
【００７１】
特定の実施形態において、音響分離の流量は、１μｌ／ｍｉｎ以上である。たとえば、特定の態様において、流量は、１０μｌ／ｍｉｎから５０μｌ／ｍｉｎ、５０μｌ／ｍｉｎから１００μｌ／ｍｉｎ、１００μｌ／ｍｉｎから２００μｌ／ｍｉｎ、２００μｌ／ｍｉｎから３００μｌ／ｍｉｎ、３００μｌ／ｍｉｎから４００μｌ／ｍｉｎ、４００μｌ／ｍｉｎから５００μｌ／ｍｉｎ、５００μｌ／ｍｉｎから６００μｌ／ｍｉｎ、６００μｌ／ｍｉｎから７００μｌ／ｍｉｎ、７００μｌ／ｍｉｎから８００μｌ／ｍｉｎ、８００μｌ／ｍｉｎから９００μｌ／ｍｉｎ、９００μｌ／ｍｉｎから１ｍｌ／ｍｉｎ、１ｍｌ／ｍｉｎから１０ｍｌ／ｍｉｎ、１０ｍｌ／ｍｉｎから２０ｍｌ／ｍｉｎ、２０ｍｌ／ｍｉｎから３０ｍｌ／ｍｉｎ、３０ｍｌ／ｍｉｎから４０ｍｌ／ｍｉｎ、４０ｍｌ／ｍｉｎから５０ｍｌ／ｍｉｎ、５０ｍｌ／ｍｉｎから６０ｍｌ、６０ｍｌ／ｍｉｎから７０ｍｌ／ｍｉｎ、７０ｍｌ／ｍｉｎから８０ｍｌ／ｍｉｎ、８０ｍｌ／ｍｉｎから９０ｍｌ／ｍｉｎ、９０ｍｌ／ｍｉｎから１００ｍｌ／ｍｉｎ、１００ｍｌ／ｍｉｎから１５０ｍｌ／ｍｉｎ、１５０ｍｌ／ｍｉｎから２００ｍｌ／ｍｉｎ、２００ｍｌ／ｍｉｎから５００ｍｌ／ｍｉｎ、または５００ｍｌ／ｍｉｎから１Ｌ／ｍｉｎを含む、１０μｌ／ｍｉｎ以上である。特定の態様において、より小さな成分から生体試料内のより大きな成分の音響分離中に流量は、２０から１５０μＬ／ｍｉｎなどの、３０から１００μＬ／ｍｉｎを含む、４０〜６０μＬ／ｍｉｎなどの、フィードバックモニタによる後続の分析のために出力が最適であるように調整される。
【００７２】
特定の実施形態において、方法は、細胞デブリ及び非細胞巨大分子を個々の細胞から分離することをさらに有する。本発明の方法を実施する際に、細胞デブリ及び非細胞巨大分子（たとえば、タンパク質、酵素類、核酸フラグメント、脂質類など）は、破壊された生体試料内のより小さな成分からより大きな成分を分離するために使用される第一音響コンセントレータに流体結合される第二音響コンセントレータ内で個々の細胞から分離される。第一音響コンセントレータデバイスから収集される破壊された生体試料のより小さな成分（すなわち、細胞試料）は、１回以上の入力を介して第二音響コンセントレータへ搬送されることができる。特定の実施形態において、流体が細胞デブリ及び非細胞巨大分子を運搬し、また流体が層流下で動作する細胞を運搬しながら、細胞デブリ及び非細胞巨大分子を第二音響コンセントレータデバイスのチャネルの側面沿いに運搬し、個々の細胞をチャネルの中央に集中させる。
【００７３】
はんだ付けされた音響場発生器を作動させ、音響定常波を生成する。これらの実施形態において、適用される定常波は、細胞が流体チャネルの中央を占めるウォッシュバッファ内に輸送され、またこのチャネルの側面沿いに流れる試料ストリーム間で層状になる、コンジットの中央に（たとえば、流れるバッファ内で集中するゾーンに）形成される圧力節方向へ細胞を移動させるために十分な音響放射圧をこれらの細胞へ用いる。本開示の実施形態において、はんだ付けされた音響場発生器により適用される音響定常波は、細胞デブリから、また非細胞巨大分子から個々の細胞を分離するために十分である。たとえば、方法は、音響コンセントレータデバイスのチャネルの側面沿いに酵素類及び非細胞巨大分子（たとえば、酵素ディスラプタ）を保持しながら、流れるバッファ内の音響定常波の節に細胞を濃縮することを有することができる。これらの実施形態において、細胞は、第二音響コンセントレータから運搬され、中央流出口を通って収集される。分離された細胞デブリ及び非細胞巨大分子は、第二音響コンセントレータから運搬され、２つ以上の側面流出口を通って収集される。
【００７４】
また方法は、収集された細胞を分析することを有する。いくつかの例において、収集された細胞を分析することは、細胞を選別することを有する。たとえば、方法は、フローサイトメータを使用して収集された細胞を計数する、または選別することを有することができる。本発明の方法により提供される同調した単一の細胞の試料を分析して選別するための適切なフローサイトメトリシステム及び方法は、Ｏｒｍｅｒｏｄ（ｅｄ．），Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖ．Ｐｒｅｓｓ（１９９７）；Ｊａｒｏｓｚｅｓｋｉ  ｅｔ  ａｌ．（ｅｄｓ．），Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｎｏ．９１，Ｈｕｍａｎａ  Ｐｒｅｓｓ（１９９７）；Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，３ｒｄ  ｅｄ．，Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ（１９９５）；Ｖｉｒｇｏ，ｅｔ  ａｌ．（２０１２）Ａｎｎ  Ｃｌｉｎ  Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊａｎ；４９（ｐｔ１）：１７−２８；Ｌｉｎｄｅｎ，ｅｔ．ａｌ．，Ｓｅｍｉｎ  Ｔｈｒｏｍ  Ｈｅｍｏｓｔ．２００４  Ｏｃｔ；３０（５）：５０２−１１；Ａｌｉｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ．Ｊ  Ｐａｔｈｏｌ，２０１０  Ｄｅｃ；２２２（４）：３３５−３４４；及びＨｅｒｂｉｇ，ｅｔ  ａｌ．（２００７）Ｃｒｉｔ  Ｒｅｖ  Ｔｈｅｒ  Ｄｒｕｇ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｙｓｔ．２４（３）：２０３−２５５において記述されるものを含むがこれらに限定されず、これらの開示内容は、参照により本明細書に援用される。特定の例において、収集された細胞は、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳＣａｎｔｏ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｉｎｆｌｕｘ（商標）セルソーターなどを使用して分析される。
【００７５】
特定の実施形態において、本発明の方法により取得される細胞は、さらなる精製の有り無しで、必要に応じて、診断検査室の検査について、または治療用途について、研究検体として研究にさらに使用されることができる。上記に考察されるように、生体試料は、健康な、また患部（たとえば、がん、悪性の、壊死性のなど）の、両方の生物組織または生体液のいずれかのタイプであることができる。その結果、処理された生体試料から取得される細胞は、特定の例において、限定されないが、急性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、副腎皮質癌、肛門癌、虫垂癌、星細胞腫、ｃｅｒｅｂｒａｌ  ａｍｐｈｒｏｇａｌｙｅｐｏｎｏｉｓｕｓ、基底細胞癌、胆管癌、胆管細胞癌、膀胱癌、骨腫瘍、骨肉腫、悪性線維性組織球腫、脳幹グリオーマ、小脳アストロサイトーマ、脳アストロサイトーマ／悪性グリオーマ、上位腫、髄芽腫、テント上原始神経外胚葉性腫瘍、視床下部グリオーマ、乳癌、気管支腺腫／カルチノイド、バーキットリンパ腫、カルチノイド腫瘍、子宮頸癌、慢性気管支炎、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性骨髄増殖性疾患、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、結腸癌、皮膚Ｔ細胞リンパ腫、線維形成性小円形細胞腫瘍、肺気腫、子宮内膜癌、上位腫、食道癌、ユーイング肉腫、頭蓋外胚細胞腫瘍、肝外胆管癌、眼球内黒色腫、網膜芽細胞腫、胆のう癌、消化管カルチノイド腫瘍、消化管間質腫瘍（ＧＩＳＴ）、頭蓋外の、性腺外の、または卵巣の胚細胞腫瘍、妊娠性絨毛腫瘍、グリオーマ、有毛細胞白血病の頭部及び頸部癌、心臓癌、肝細胞（肝）癌、ホジキンリンパ腫、下咽頭癌、眼球内黒色腫、膵島細胞癌、カポジ肉腫、腎細胞癌、咽頭癌、白血病、口腔食道癌、脂肪肉腫、肺癌、リンパ腫、マクログロブリン血症、ワルデンストレーム、髄芽腫、メラノーマ、メルケル細胞癌、中皮腫、菌状息肉腫、骨髄異形成症候群、上咽頭癌、神経芽腫、中咽頭癌、骨肉腫、卵巣癌、膵癌、副鼻腔及び鼻腔癌、副甲状腺癌、陰茎癌、褐色細胞腫、松果体アストロサイトーマ、松果体胚珠、松果体芽腫、前立腺癌、胸膜肺芽腫、直腸癌、横紋筋肉腫、唾液腺癌、セザリー症候群、非メラノーマ、メラノーマ、軟部肉腫、有棘細胞癌、消化器癌、Ｔ細胞リンパ腫、精巣癌、甲状腺癌、膣癌を含むがんなどの疾患についての研究または診断検体として用いられることができる。
【００７６】
いくつかの実施形態において、方法は、収集された細胞をコンテナ内に充填し、これらの細胞を遠隔位置に輸送することをさらに有する。たとえば、検査または医療診断分析のために構成されるコンテナ（たとえば、マイクロチューブ、Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ｔｕｂｅ、試験管、シリンジ）内に細胞を充填し、必要に応じて、さらに処理する、または試験するために遠隔位置（たとえば、研究室）に輸送することができる。「遠隔位置」は、本発明の方法に従い細胞を収集する位置以外の位置を意味する。たとえば、遠隔位置は、同一都市内の別の位置（たとえば、オフィス、研究室など）、別の都市における別の位置、異なる州における別の位置、異なる国における別の位置などであることが可能である。したがって、一方のアイテムを他方から「遠隔」にあると示すときに、意味することは、２つのアイテムが少なくとも異なるビルにあり、少なくとも１マイル、１０マイル、もしくは少なくとも１００マイル離れていることができる、または上述した通りである。
【００７７】
さらに他の実施形態において、本発明の方法により取得される細胞は、いずれかの好適なモードの投与により適用される、治療にさらに使用されることができる。取得される細胞のタイプにより、治療剤の製剤を変えることができる。医薬品製剤を調製する方法は、“Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ：Ｔｈｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｙ”，１９ｔｈ  ｅｄ．，Ｗｉｌｌｉａｍｓ＆Ｗｉｌｌｉａｍｓ，（１９９５），ｔｈｅ“Ｐｈｙｓｉｃｉａｎ’ｓ  Ｄｅｓｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ”，５２ｎｄ  ｅｄ．，Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｍｏｎｔｖａｌｅ，ＮＪ（１９９８）、及びＫｉｂｂｅ，Ａ．Ｈ．，Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ｅｘｃｉｐｉｅｎｔｓ，３ｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．，２０００に記述されるものを含むことができ、この開示内容は、参照により本明細書に援用される。
【００７８】
たとえば、収集された細胞を含む製剤は、たとえば、使用する前に溶剤によって再構成されることが可能である粉末製剤または凍結乾燥製剤の注射形式を取り、また使用する前に溶媒との混合用に乾燥不溶性組成物の注射溶液または懸濁液のための準備、ならびに投与前に希釈用にエマルション及び液体濃縮製剤のための準備が整っていることができる。収集された細胞を注射用に製剤する実施形態において、希釈剤は、限定されないが、静菌水、５％ブドウ糖液、リン酸緩衝食塩水、リンゲル液、食塩水、滅菌水、脱イオン水、及びいずれかのそれらの組み合わせを含むことができる。代替に、収集された細胞は、液体溶液または懸濁液、シロップ、クリーム、軟膏、錠剤、カプセル、粉末、ゲル、マトリックス、坐薬、またはいずれかのそれらの組み合わせの形態で治療に使用するために製剤されることができる。
【００７９】
生体試料を処理するためのシステム
本開示の態様は、本発明の方法を実施するためのシステムをさらに備える。実施形態において、システムは、流体流路を画定する流入口及び流出口を備えるフローチャネル、ならびにフローチャネルの外面へはんだ付けされ、また流体流路内に音響場を生成し、生体試料内のより小さな成分からより大きな成分を分離するように構成される音響場発生器を含む。本発明のシステムは、低い同調を示す細胞試料の生成を促進するように構成される。同調は、通常のポアソン分布に基づく所期の期待分布の成分の観測された分布の割合として定義される、液体試料内の成分（たとえば、細胞）の凝集度の測定である。特定の態様において、本発明のデバイスは、１．５から０．０などの、１．０から０．０、０．７５から０．０、０．５から０．０、０．４から０．０２、または０．２５から０．０を含む、２．０から０．０の同調因子を有する試料の生成を促進することができ、ここで１．０の値は、通常のポアソン分布を表し、１未満は、ポアソン統計により予測されるものより多い桁にされ、１超の値は、試料凝集を反映する。
【００８０】
本発明のシステムは、特定の例において、液体試料を分析するためにフロースルーシステムとして構成されることができる。「フロースルー」は、液体試料が流入口を通ってシステムに入り、流路沿いにシステムを通って運搬され、つぎに流出口を通ってシステムを出ることを意味する。このシステムは、フローチャネルを通って試料の連続ストリームを運搬するように、また音響コントラスト因子（Φ−因子とも称される）に基づきフローチャネルを通って試料が流れる場合に、試料内で成分（たとえば、細胞）を連続して分離するように構成されることができる。フローチャネルは、必要に応じて、１個以上の流入口及び流出口を含むことができる。たとえば、フローチャネルは、３個以上の流入口など、５個以上の流入口を含む、２個以上の流入口を含むことができる。特定の実施形態において、フローチャネルは、２個から４個の間の流入口など、及び３個の流入口を含む、１個から５個の間の流入口を含む。同様に、フローチャネルは、２個以上の流出口など、３個以上の流出口など、及び５個以上の流出口を含む、１個以上の流出口を含む。特定の実施形態において、フローチャネルは、２個から４個の間の流出口など、及び３個の流出口を含む、１個から５個の間の流出口を含む。
【００８１】
各流入口は、たとえば、生体試料、試薬、溶剤及びバッファなどの、いかなる成分も本発明のシステム内に導入するように構成されることができる。システムが１個より多い流入口を含む場合に、各流入口を用いて、同一の、または異なる成分を導入することができる。たとえば、１個の流入口を用いて、流体試料を導入することができ、１個以上の代替の流入口を用いて、ウォッシュバッファまたはシース流体を導入することができる。所望の各成分は、手動により（たとえば、シリンジまたはシリンジポンプにより）、または１本以上の注射器（たとえば、コンピュータ制御された注射システム、蠕動ポンプシステムなど）により流入口内に導入されることができる。フローチャネルは、いずれかの好適な配置を有することができる。断面形状は、変化することができ、いくつかの例において、対象のチャネルの断面形状は、限定されないが、たとえば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形などの直線に囲まれた断面形状、たとえば、円形、楕円形などの曲線に囲まれた断面形状、及びたとえば、平らな頂部に結合される放物線状底部などの不規則形状を有する。音響コンセントレータ内のチャネルの寸法は、１５０〜５００μｍ×７５〜２００μｍ×２５〜７５ｍｍなど、２００〜４００μｍ×１００〜２００μｍ×３０〜６０ｍｍなどの、１００〜５５０μｍ×５０〜２５０μｍ×２０〜１００ｍｍなどから変化することができる。
【００８２】
フローチャネルを通る流量は、以下により詳細に記述されるように、本発明のシステムと流体連通する、所望の分離、濃縮またはその後の分析により変化することができる。特定の実施形態において、システムは、３０μＬ／ｍｉｎ以上か、４０μＬ／ｍｉｎ以上か、５０μＬ／ｍｉｎ以上か、６０μＬ／ｍｉｎ以上か、８０μＬ／ｍｉｎ以上か、１００μＬ／ｍｉｎ以上か、２００μＬ／ｍｉｎ以上か、３００μＬ／ｍｉｎ以上か、４００μＬ／ｍｉｎ以上か、５００μＬ／ｍｉｎ以上か、７５０μＬ／ｍｉｎ以上を含む、１ｍＬ／ｍｉｎ以上か、２ｍＬ／ｍｉｎ以上か、５ｍＬ／ｍｉｎ以上か、１０ｍＬ／ｍｉｎ以上か、１００ｍＬ／ｍｉｎ以上から１Ｌ／ｍｉｎを含む、１０μＬ／ｍｉｎ以上などの、１μＬ／ｍｉｎ以上の流量を有するように構成される。特定の態様において、システムがセルソーターまたはフローサイトメータに結合される場合に、システムの流量は、システムからの出力がセルソーターまたはフローサイトメータを使用するその後の分析のために適切であるような流量であり、２０μＬ／ｍｉｎから１５０μＬ／ｍｉｎなど、４０μＬ／ｍｉｎから６０μＬ／ｍｉｎなどの、３０μＬ／ｍｉｎから１００μＬ／ｍｉｎを含む。いくつかの実施形態において、本発明のシステムは、一定の流量を提供するように構成される。「一定の流量」は、システムを通る流体流量の割合が２％以下で増加し、または減少し、１．５％以下など、１％以下など、０．５％以下など、及び０．１％以下の変化を有することを意味する。
【００８３】
本発明のシステムの態様は、上述されるような音響コンセントレータのうちの１つ以上を含む。対象の音響コンセントレータは、フローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を含む。特定の実施形態に従う本発明のシステムにおいて、生体試料は、フローチャネルの側面沿いに流れることにより始まる。音響定常波は、はんだ付けされた音響場発生器によってフローチャネルに誘起される。音響定常波は、圧力節をフローチャネルの中央に生じる。音響放射力は、組織、組織フラグメント及び凝集された細胞などの、生体試料内のより大きな成分上に用いられ、これらの成分は、チャネルの中央方向（すなわち、音響定常波の節）へ移動し、そこでこれらの成分は、ウォッシュバッファの層流によりフローチャネルを通って運搬される。個々の細胞、細胞デブリ及び非細胞巨大分子などの、生体試料内のより小さな成分は、チャネルの壁部沿いに保持され、バッファの異なる層流により運搬される。これらの実施形態において、音響定常波を生体試料に適用することにより、より大きな成分をフローチャネル内の生体試料中のより小さな成分から分離する。
【００８４】
これらの実施形態において、音響コンセントレータを通る流体流は、層状であるように構成されるので、生体試料の組織、組織フラグメント、組織凝集体、細胞凝集体及び他の凝集された成分に音響場を適用するときに、これらは、ウォッシュバッファを流す積層（すなわち、音響定常波の節）内のチャネルの中央に力により推進される。これらの成分は、専用試料流出口を通ってフローチャネルを出て、チャネル壁部沿いに試料ストリームを平行に層状にすることを保持される生体試料からの細胞は、２つ以上の試料流出口に交互に向けられることができる。
【００８５】
上述したように、フローチャネルは、いずれかの好適な剛性材料から形成されることができる。実施形態において、フローチャネルは、音響場発生器により用いられる音響放射力を伝播することが可能であるいずれかの適切な材料、及びそこを通って流れる流体試料と互換性がある材料から形成される。実施形態において、フローチャネルは、金属、ガラス（たとえば、Ｐｙｒｅｘガラス、ホウケイ酸ガラス）、セラミックまたはプラスチックであることができる。特定の実施形態において、フローチャネルは、ホウケイ酸ガラスなどの、ガラスから形成される。他の実施形態において、フローチャネルは、硬質プラスチック、高分子材料または熱可塑性材料などの、プラスチックから形成される。たとえば、適切なプラスチック類は、他の高分子プラスチック材料の中でも、ＰＥＴＧ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）などの、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、またはこれらの熱可塑性プラスチック類の共重合体を含むことができる。特定の実施形態において、フローチャネルは、ポリエステルから形成され、そこで対象のポリエステルは、限定されないが、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）などのポリ（アルキレンテレフタレート類）、ボトル−グレードＰＥＴ（モノエチレングリコール、テレフタル酸、及びイソフタル酸、シクロヘキサンジメタノールなどのような他のコモノマーに基づき作製される共重合体）、ポリ（ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、及びポリ（ヘキサメチレンテレフタレート）と、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（１，４−ブチレンアジペート）、及びポリ（ヘキサメチレンアジペート）などのポリ（アルキレンアジペート類）と、ポリ（エチレンスベレート）などのポリ（アルキレンスベレート類）と、ポリ（エチレンセバケート）などのポリ（アルキレンセバケート類）と、ポリ（ε−カプロラクトン）及びポリ（β−プロピオラクトン）と、ポリ（エチレンイソフタレート）などのポリ（アルキレンイソフタレート類）と、ポリ（エチレン２，６−ナフタレン−ジカルボキシレート）などのポリ（アルキレン２，６−ナフタレン−ジカルボキシレート類）と、ポリ（エチレンスルホニル−４，４’−ジベンゾアート）などのポリ（アルキレンスルホニル−４，４’−ジベンゾアート類）と、ポリ（ｐ−フェニレンエチレンジカルボキシレート類）などのポリ（ｐ−フェニレンアルキレンジカルボキシレート類）と、ポリ（トランス−１，４−シクロヘキサンジイルエチレンジカルボキシレート）などのポリ（トランス−１，４−シクロヘキサンジイルアルキレンジカルボキシレート類）と、ポリ（１，４−シクロヘキサン−ジメチレンエチレンジカルボキシレート）などのポリ（１，４−シクロヘキサン−ジメチレンアルキレンジカルボキシレート類）と、ポリ（［２．２．２］−ビシクロオクタン−１，４−ジメチレンエチレンジカルボキシレート）などのポリ（［２．２．２］−ビシクロオクタン−１，４−ジメチレンアルキレンジカルボキシレート類）と、（Ｓ）−ポリラクチド、（Ｒ，Ｓ）−ポリラクチド、ポリ（テトラメチルグリコリド）、及びポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリ��）などの乳酸ポリマー類及びコポリマー類と、またビスフェノールＡ、３，３’−ジメチルビスフェノールＡ、３，３’，５，５’−テトラクロロビスフェノールＡ、３，３’，５，５’−テトラメチルビスフェノールＡのポリカーボネート類と、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）などのポリアミド類と、ポリエステル類とを含むことができる。
【００８６】
上述したように、音響場発生器をフローチャネルの外壁部へはんだ付けする。対象の音響場発生器は、限定されないが、流体試料内に音響放射力を生成することが可能である他のデバイスの中で、圧電素子、超音波伝播装置、弾性表面波発生器を含む。特定の実施形態において、対象の音響場発生器は、圧電素子である。この圧電素子は、石英、ニオブ酸リチウム、メタニオブ酸鉛、及び多結晶セラミックスなどのいずれかの適切な圧電材料から形成されることができ、多結晶セラミックスは、ペロブスカイト層構造、タングステンブロンズ、ビスマス層または二重ペロブスカイト層構造、（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３または（Ｂｉ，Ｎａ）ＴｉＯ３などのペロブスカイト構造を有する無鉛圧電材料、及びＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）またはそれらの誘導体類（たとえば、ＰＺＴ５Ｈ及びＰＺＴ５ＡなどのソフトタイプＰＺＴ類、ならびにＰＺＴ４及びＰＺＴ８などのハードタイプＰＺＴ類）などの鉛含有多結晶強誘電体セラミックスを含有する多結晶セラミックスを含む。特定の実施形態において、音響場発生器は、ＰＺＴを含む。特定の例において、圧電素子は、多層タイプのものであるが、バイモルフ圧電素子は、適切な寸法を有する超音波発生素子のいずれかの他の種類と同様に使用されることもできる。音響コンセントレータは、フローチャネルへはんだ付けされる１つ以上の音響場発生器を含むことができ、フローチャネルへはんだ付けされる、２個以上など、３個以上など、４個以上など、５個以上など、及び１０個以上の音響場発生器を含むことができる。
【００８７】
音響場発生器は、直線に囲まれた形状（たとえば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など）、曲線に囲まれた形状（たとえば、円形、楕円形など）、及び不規則な形状（たとえば、平面頂部に結合される放物線底部）などの、いずれかの望ましい形状のものであることができる。特定の実施形態において、音響場発生器は、立方体形状の、または棒状の圧電素子である。特定の実施形態において、音響場発生器は、フローチャネルへはんだ付けされる実質的に平らな表面を有する立方体形状の、または棒状の圧電素子である。「実質的に平らな表面を有する」ことは、音響場発生器がフローチャネル周囲に纏着しない（完全に、または部分的に）ことを意味する。したがって、これらの実施形態において、音響場発生器は、フローチャネルへはんだ付けされる平らな縁面のうちの１つを含む棒状または立方体形状である。
【００８８】
フローチャネルのサイズにより（以下により詳細に記述されるように）、音響場発生器は、２ｍｍから１４ｍｍなど、３ｍｍから１３ｍｍなど、４ｍｍから１２ｍｍなど、及び５ｍｍから１０ｍｍを含む、１ｍｍから１５ｍｍの範囲で変わる、幅を有することができる。特定の実施形態において、音響場発生器の幅は、５ｍｍである。また音響場発生器の長さは、２ｍｍから２２．５ｍｍなど、３ｍｍから２０ｍｍなど、４ｍｍから１７．５ｍｍなど、及び５ｍｍから１５ｍｍを含む、１ｍｍから２５ｍｍの範囲で変わることができる。特定の実施形態において、音響場発生器は、１０ｍｍである。特定の例において、音響場発生器は、５ｍｍの幅、及び１０ｍｍの長さを有するＰＺＴ圧電素子である。
【００８９】
実施形態において、フローチャネル直近に配置される音響場発生器のすべて、または一部をフローチャネルへはんだ付けすることができる。たとえば、音響場発生器が棒状の、または立方体形状の圧電素子である場合に、フローチャネル直近に配置される平らな縁面のすべて、または一部は、フローチャネルへはんだ付けされることができ、フローチャネル直近に配置される平らな縁面の１０％以上など、１５％以上など、２５％以上など、５０％以上など、７５％以上など、９０％以上など、及び９５％以上を含むことができる。特定の実施形態において、音響場発生器の平らな縁面全体（すなわち、１００％）をフローチャネルへはんだ付けする。したがって、音響場発生器は、２ｍｍ２から２２５ｍｍ２など、３ｍｍ２から２００ｍｍ２など、４ｍｍ２から１７５ｍｍ２など、５ｍｍ２から１５０ｍｍ２など、６ｍｍ２から１２５ｍｍ２など、７ｍｍ２から１００ｍｍ２など、８ｍｍ２から７５ｍｍ２など、及び１０ｍｍ２から５０ｍｍ２を含む、１ｍｍ２から２５０ｍｍ２の面積にわたりフローチャネルへはんだ付けされることができる。
【００９０】
対象の音響場発生器は、振動トランスデューサの基本的な共振モード（たとえば、多くのＰＺＴプレートについて約２ＭＨｚ）に対応する周波数を有する音波を適用するように構成される。この周波数は、いくつかの実施形態において、第一高調波、第二高調波などの、振動トランスデューサの高調波に代替に対応する。さまざまな態様において、適用される周波数は、２ＭＨｚ以上など、２．５ＭＨｚ以上など、３ＭＨｚ以上など、３．５ＭＨｚ以上など、４ＭＨｚ以上など、４．５ＭＨｚ以上など、５ＭＨｚ以上など、５．５ＭＨｚ以上など、及び約６ＭＨｚ以上を含む、約１．５ＭＨｚ以上であることができる。たとえば、適用される音波の周波数は、１．５ＭＨｚから５．５ＭＨｚなど、２ＭＨｚから５ＭＨｚなど、２．５ＭＨｚから４．５ＭＨｚなど、及び３ＭＨｚから４ＭＨｚを含む、１．０ＭＨｚから６ＭＨｚに及ぶことができる。適用される音波の周波数についての上限は、特定の例において、７．５ＭＨｚ以下など、及び５ＭＨｚ以下を含む、１０ＭＨｚ以下であることができる。音響場発生器は、変化する圧力振幅を有する音波を適用するように構成され、圧力振幅は、０．０５ＭＰａから０．９５ＭＰａなど、０．１ＭＰａから０．９ＭＰａなど、０．２ＭＰａから０．８ＭＰａなど、及び０．２５ＭＰａから０．７５ＭＰａを含む、０．０１ＭＰａから１ＭＰａに及ぶことができる。
【００９１】
印加される活性化電圧は、変化することもできる。たとえば、特定の態様において、活性化電圧は、０．１Ｖｐｐから１Ｖｐｐ、１Ｖｐｐから１０Ｖｐｐ、１０Ｖｐｐから２０Ｖｐｐ、２０Ｖｐｐから３０Ｖｐｐ、３０Ｖｐｐから４０Ｖｐｐ、４０Ｖｐｐから５０Ｖｐｐ、５０Ｖｐｐから７５Ｖｐｐ、７５Ｖｐｐから１００Ｖｐｐ、または１００Ｖｐｐ以上などの、０．１Ｖｐｐから１００Ｖｐｐ以上である。
【００９２】
特定の実施形態において、音響コンセントレータは、音響場発生器を制御するように構成されるプロセッサにより制御される。プロセッサは、制御ユニットまたは制御ボックス内に含まれることができる。たとえば、プロセッサは、音響場発生器に送達される電気エネルギーの形状、周波数及び電力のうちの１つ以上を変えることにより音響場発生器を制御するように構成されることができる。
【００９３】
音響コンセントレータの流量は変化することができる。特定の実施形態において、音響コンセントレータの流量は、４０μＬ／ｍｉｎから６０μＬ／ｍｉｎなどの、３０μＬ／ｍｉｎから１００μＬ／ｍｉｎを含む、２０μＬ／ｍｉｎから１５０μＬ／ｍｉｎなどの、音響コンセントレータからの出力がフィードバックモニタリングのために最適であるように調整される。音響コンセントレータの流量は、音響コンセントレータデバイスからの出力がセルソーターなどの特定のデバイスによる、その後の分析のために最適であるように調整されることができる。
【００９４】
特定の態様において、音響コンセントレータの流量は、１つ以上のポンプ（たとえば、Ｗｏｒｌｄ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｓａｒａｓｏｔａ，ＦＬにより販売されるＷＰＩ  ｓｐ２１０ｉｗｚなどのシリンジポンプ）、またはバルブ（たとえば、ピンチバルブ）を調節することにより制御されることができる。流量は、特定の実施形態において、上述したプロセッサなどの、プロセッサにより制御されることができる。
【００９５】
特定の態様において、本発明のシステムが生体試料内のより小さな成分からより大きな成分を分離する流量は、１μｌ／ｍｉｎ以上である。たとえば、特定の実施形態において、流量は、１０μｌ／ｍｉｎから５０μｌ／ｍｉｎ、５０μｌ／ｍｉｎから１００μｌ／ｍｉｎ、１００μｌ／ｍｉｎから２００μｌ／ｍｉｎ、２００μｌ／ｍｉｎから３００μｌ／ｍｉｎ、３００μｌ／ｍｉｎから４００μｌ／ｍｉｎ、４００μｌ／ｍｉｎから５００μｌ／ｍｉｎ、５００μｌ／ｍｉｎから６００μｌ／ｍｉｎ、６００μｌ／ｍｉｎから７００μｌ／ｍｉｎ、７００μｌ／ｍｉｎから８００μｌ／ｍｉｎ、８００μｌ／ｍｉｎから９００μｌ／ｍｉｎ、９００μｌ／ｍｉｎから１ｍｌ／ｍｉｎ、１ｍｌ／ｍｉｎから１０ｍｌ／ｍｉｎ、１０ｍｌ／ｍｉｎから２０ｍｌ／ｍｉｎ、２０ｍｌ／ｍｉｎから３０ｍｌ／ｍｉｎ、３０ｍｌ／ｍｉｎから４０ｍｌ／ｍｉｎ、４０ｍｌ／ｍｉｎから５０ｍｌ／ｍｉｎ、５０ｍｌ／ｍｉｎから６０ｍｌ／ｍｉｎ、６０ｍｌ／ｍｉｎから７０ｍｌ／ｍｉｎ、７０ｍｌ／ｍｉｎから８０ｍｌ／ｍｉｎ、８０ｍｌ／ｍｉｎから９０ｍｌ／ｍｉｎ、９０ｍｌ／ｍｉｎから１００ｍｌ／ｍｉｎ、１００ｍｌ／ｍｉｎから１５０ｍｌ／ｍｉｎ、１５０ｍｌ／ｍｉｎから２００ｍｌ／ｍｉｎ、２００ｍｌ／ｍｉｎから５００ｍｌ／ｍｉｎ、または５００ｍｌ／ｍｉｎから１Ｌ／ｍｉｎを含む、１０μｌ／ｍｉｎ以上である。
【００９６】
特定の実施形態において、本発明のシステムは、サイズに基づき生体試料の成分を分離するように構成される。たとえば、生体試料の成分により、システムは、１０μｍ以上など、２５μｍ以上など、５０μｍ以上など及び１００μｍ以上を含む、１０μｍから２５μｍなど、２５μｍから５０μｍなど、５０μｍから７５μｍなど及び７５μｍから１００μｍを含む、５μｍ以上の直径を有する成分を分離するように構成されることができる。いくつかの実施形態において、音響コンセントレータは、生体試料内の個々の細胞、細胞デブリ及び非細胞巨大分子から組織、組織フラグメント及び細胞凝集体を分離するために十分な方式で音波の周波数及び振幅を変えるように構成される。他の実施形態において、音響コンセントレータは、生体試料内の細胞デブリ及び非細胞巨大分子から個々の細胞を分離するために十分である方式において音波の周波数及び振幅を変えるように構成される。
【００９７】
いくつかの例において、所望の流量を達成するために、フローチャネルは、複数の平行な流路（たとえば、分離チャネル）を含むことができる。たとえば、特定の実施形態において、３本以上を含む、５本以上、８本以上、１５本以上、２５本以上、４０本以上、６０本以上、８０本以上、１００本以上、１２５本以上、１５０本以上、２００本以上、３００本以上、４００本以上、５００本以上、または１０００本以上などの、２本以上の平行な流路を使用する。複数の流路は、２個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、５０個以上、または１００個以上などの、１個以上のチップ上に含まれることができる。
【００９８】
いくつかの実施形態において、本発明のシステムは、３個以上などの、４個以上、５個以上、６個以上、または７個から１０個を含む、２個以上の音響コンセントレータを含むことができる。システムが２個以上の音響コンセントレータを含む場合に、音響コンセントレータは、直列配置、並列配置、またはこれら２つの組み合わせにおいてのような、いずれかの好適な配置において配列されることができる。さらに、本発明のデバイスが２個以上の音響コンセントレータを含むときに、音響コンセントレータは、実質的に同一、同一、または混成である（たとえば、フローチャネルの寸法、印加された電圧、はんだ付けされた音響場発生器のタイプなどにおいてのような、１つ以上の方式において異なる）ことができる。システムが１個より多い音響コンセントレータを含む場合に、流入口及び流出口の数は、各音響コンセントレータについて、同一である、または異なってもよい。
【００９９】
上述されるような本発明のシステムは、いくつかの態様において、１個以上の追加の構成要素を含むこともできる。これらのような構成要素の実施例は、限定されないが、１つ以上のバルブ（たとえば、ピンチバルブなど）、リザーバ（たとえば、試料リザーバ、洗浄リザーバ、廃棄物リザーバ、及び同様のもの）、ポンプ（たとえば、シリンジポンプ、蠕動ポンプなど）、連結チュービング（シリコーンチュービング）、ハウジング、プロセッサなどを含む。
【０１００】
本発明のシステムは、本発明の方法を実施するために、必要に応じて収集される細胞の生存率を保つ間に、いずれかの適切な温度であるように構成されることが可能である。したがって、システムは、−８０℃から１００℃など、−７５℃から７５℃など、−５０℃から５０℃など、−２５℃から２５℃など、−１０℃から１０℃など、及び０℃から２５℃を含む範囲の温度を提供するように構成されることができる。
【０１０１】
特定の実施形態において、システムは、収集された細胞を分析するために１つ以上の分析デバイスに結合される。いくつかの例において、分析デバイスは、収集された細胞を選別する、または分析するためのセルソーターまたはフローサイトメータである。適切なセルソーター及びフローサイトメトリシステムは、限定されないが、Ｏｒｍｅｒｏｄ（ｅｄ．），Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖ．Ｐｒｅｓｓ（１９９７）；Ｊａｒｏｓｚｅｓｋｉ  ｅｔ  ａｌ．（ｅｄｓ．），Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｎｏ．９１，Ｈｕｍａｎａ  Ｐｒｅｓｓ（１９９７）；Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，３ｒｄ  ｅｄ．，Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ（１９９５）；Ｖｉｒｇｏ，ｅｔ  ａｌ．（２０１２）Ａｎｎ  Ｃｌｉｎ  Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊａｎ；４９（ｐｔ  １）：１７−２８；Ｌｉｎｄｅｎ，ｅｔ．ａｌ．，Ｓｅｍｉｎ  Ｔｈｒｏｍ  Ｈｅｍｏｓｔ．２００４  Ｏｃｔ；３０（５）：５０２−１１；Ａｌｉｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ．Ｊ  Ｐａｔｈｏｌ，２０１０  Ｄｅｃ；２２２（４）：３３５−３４４；及びＨｅｒｂｉｇ，ｅｔ  ａｌ．（２００７）Ｃｒｉｔ  Ｒｅｖ  Ｔｈｅｒ  Ｄｒｕｇ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｙｓｔ．２４（３）：２０３−２５５に記述されるものを含むことができ、これらの開示内容は、参照により本明細書に援用される。特定の例において、結合された分析デバイスは、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳＣａｎｔｏ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｉｎｆｌｕｘ（商標）セルソーターなどである。
【０１０２】
キット
また、上述された方法の１つ以上の実施形態を実施するためのキットが提供される。本発明のキットは、さまざまな成分及び試薬と同様に、本明細書に記述される本発明の音響コンセントレータのうちの２個以上を含むことができる。いくつかの実施形態において、キットは、音響コンセントレータの構成要素、及び音響場発生器をフローチャネルへはんだによってはんだ付けするためのインストラクションを含む。たとえば、キットは、音響場発生器、フローチャネル、及び音響場発生器をフローチャネルへはんだ付けするために十分なはんだ量を含むことができる。
【０１０３】
いくつかの例において、キットは、再利用可能なフローチャネル、生体試料またはウォッシュバッファを送達するための空のシリンジ、収集された細胞を取得するための空のシリンジ、ウォッシュバッファまたは生体試料を事前に投与するシリンジを洗浄するための洗浄液またはウォッシュバッファなどの、これらの方法（たとえば、上述したような）における使用を見出す試薬を少なくとも含む。
【０１０４】
これらのキットのさまざまなアッセイ成分は、別々のコンテナ内に存在することができる、またはアッセイ成分のいくつか、もしくはすべては、事前に混合されることができる。たとえば、いくつかの例において、１つ以上の音響コンセントレータなどのキットの１つ以上の構成要素は、シールされたパウチ、たとえば、滅菌ホイルパウチまたはエンベロープ内に存在する。
【０１０５】
他の例において、キットは、コンピュータ内にロードされるときに、コンピュータが本明細書に記述されるようなフローサイトメトリーのアッセイを実行するように動作させる、キット上に格納されるコンピュータプログラムと、コンピュータプログラムを取得するアドレスを含む物理的な基板とを備えるコンピュータ可読媒体を含む。上記の構成要素に加えて、本発明のキットは、方法を実施するためのインストラクションをさらに含むことができる。これらのインストラクションは、さまざまな形態で本発明のキット内に存在することができ、これらのうちの１つ以上は、キット内に存在することができる。これらのインストラクションが存在することができる１つの形態は、キットのパッケージング内の、パッケージの挿絵内などの、情報がプリントされた１枚の紙、または複数の紙などの、適切な媒体または基板上にプリントされた情報のような形態である。さらに別の手段は、たとえば、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ、フラッシュメモリなどの、コンピュータ可読媒体であり、このコンピュータ可読媒体上に情報を記録している。存在することができるさらに別の手段は、移動したサイトにおいて情報にアクセスするインターネット経由で使用されることができるウェブサイトアドレスである。
【０１０６】
有用性
本発明のデバイス、システム、方法、及びキットは、液体試料内の成分（たとえば、細胞）を選別する、または濃縮することが望ましい、さまざまな異なる用途における使用を見出される。また本開示は、生体試料から調製される細胞が研究、臨床検査のために、または治療における使用のために望まれる可能性がある、用途における使用を見出される。いくつかの実施形態において、本発明の方法及びデバイスは、標的流体または組織生体試料から調製される個々の細胞を取得することを促進することができる。たとえば、本発明の方法及びシステムは、がんなどの疾患についての研究または診断検体として使用される、流体試料または組織試料から細胞を取得することを促進する。同様に、本発明の方法及びシステムは、治療に使用される流体試料または組織試料から細胞を取得することを促進する。本開示の方法及びデバイスは、高効率、高流量及び低コストで生体試料（たとえば、器官、組織、組織フラグメント、流体）から細胞を分離し、収集することを可能にする。
【０１０７】
添付の請求項にもかかわらず、本明細書に記載される開示は、以下の付記によっても定義される。
１．流体流路を含むフローチャネルへはんだ付けされ、前記流体流路内に音響場を生成するように構成される音響場発生器を備える、音響セパレータ。
２．前記音響場発生器は、圧電素子である、付記１に記載の音響セパレータ。
３．前記フローチャネルは、ガラスを含む、付記１または２に記載の音響セパレータ。
４．金属層が、前記フローチャネルと圧電素子との間の前記フローチャネルの外面上に存在する、付記１〜３のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
５．前記金属層は、前記外面と安定して結びつく、付記４に記載の音響セパレータ。
【０１０８】
６．前記金属層は、金、クロム、白金またはそれらの組み合わせを含む、付記４または５に記載の音響セパレータ。
７．前記金属層は、金及びスズを含む、付記４〜６のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
８．前記金属層は、５０重量％から９０重量％の量内の金、及び１０重量％から９０重量％の量内のスズを含む、付記４〜７のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
９．前記金属層は、７５重量％の量内の金、及び２５重量％の量内のスズを含む、付記４〜８のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
１０．前記金属層は、１μｍから１０μｍの厚さを有する、付記４〜９のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
【０１０９】
１１．前記金属層は、４μｍから６μｍの厚さを有する、付記４〜９のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
１２．前記音響場発生器は、チタン酸ジルコン酸鉛を含む、付記１〜１１のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
１３．前記音響場発生器は、２００℃以下の融解温度を有し、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀を含むはんだ組成物により前記フローチャネルへはんだ付けされる、付記１〜１２のいずれか一つに記載の音響セパレータ。
１４．流体流路を含むフローチャネルへ音響場発生器をはんだ付けすることを有する、方法。
１５．前記音響場発生器は、圧電素子である、付記１４に記載の方法。
【０１１０】
１６．前記はんだ付けは、
３１５℃以下の温度ではんだ組成物を融解させることと、
フローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器を形成するように、前記音響場発生器を前記フローチャネルへ前記はんだ組成物によって添着することと
を有する、付記１４または１５に記載の方法。
１７．前記音響場発生器を前記フローチャネルへ添着することは、
融解したはんだ組成物を前記音響場発生器と接触させることと、
前記音響場発生器を前記フローチャネルへ結合することと
を有する、付記１６に記載の方法。
１８．前記音響場発生器を前記フローチャネルへ添着することは、
融解したはんだ組成物を前記フローチャネルと接触させることと、
前記音響場発生器を前記フローチャネルへ結合することと
を有する、付記１６に記載の方法。
１９．前記はんだ組成物は、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀を含み、２００℃を下回る融解温度を有する、付記１６〜１８のいずれか一つに記載の方法。
２０．金属層を前記フローチャネルの外面へ適用することをさらに有する、付記１４〜１８のいずれか一つに記載の方法。
【０１１１】
２１．前記金属層は、前記フローチャネルの前記外面と安定して結びつく、付記２０に記載の方法。
２２．前記金属層は、金、クロム、白金またはそれらの組み合わせを含む、付記２０または２１に記載の方法。
２３．前記金属層は、金及びスズを含む、付記２０〜２２のいずれか一つに記載の方法。
２４．前記金属層は、５０重量％から９０重量％の量内の金、及び１０重量％から９０重量％の量内のスズを含む、付記２０〜２３のいずれか一つに記載の方法。
２５．前記金属層は、７５重量％の量内の金、及び２５重量％の量内のスズを含む、付記２０〜２３のいずれか一つに記載の方法。
【０１１２】
２６．１μｍから１０μｍの厚さを有する金属層を前記フローチャネルの前記外面に適用することを有する、付記２０〜２５のいずれか一つに記載の方法。
２７．４μｍから６μｍの厚さを有する金属層を前記フローチャネルの前記外面に適用することを有する、付記２０〜２５のいずれか一つに記載の方法。
２８．前記音響場発生器を前記フローチャネル上の前記金属層へはんだ付けすることを有する、付記２０〜２７のいずれか一つに記載の方法。
２９．流入口及び流出口の間に流体流路を画定する前記流入口及び前記流出口を備えるフローチャネルと、
前記フローチャネルの外面へはんだ付けされ、前記流体流路内に音響場を生成するように構成される音響場発生器を含む音響セパレータと
を備える、システム。
３０．前記音響場発生器は、生体試料内のより大きな成分を移動させために十分な音響場を生成するように、また前記生体試料内のより小さな成分について実質的に影響を有さないように構成される、付記２９に記載のシステム。
【０１１３】
３１．前記より大きな成分は、細胞凝集体を含み、前記より小さな成分は、自由細胞を含む、付記３０に記載のシステム。
３２．前記より小さな成分は、細胞デブリ、タンパク質及び核酸フラグメントを含む、付記３０に記載のシステム。
３３．前記音響場発生器は、前記生体試料内の前記より大きな成分を音波の節へ移動させるために十分な前記音波を生成するように構成される、付記３０〜３２のいずれか一つに記載のシステム。
３４．前記音響セパレータと前記フローチャネルの前記流入口との間の閉ループフィードバック機構を操作するように構成される音響コンセントレータへ流体結合されるフィードバックコントローラをさらに備える、付記２９〜３３のいずれか一つに記載のシステム。
３５．セルソーターをさらに備える、付記２９〜３４のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１４】
３６．前記セルソーターは、音響コンセントレータの流出口に流体結合される、付記３５に記載のシステム。
３７．フローサイトメータをさらに備える、付記２９〜３４のいずれか一つに記載のシステム。
３８．前記フローサイトメータは、音響コンセントレータの流出口に流体結合される、付記３７に記載のシステム。
３９．前記音響場発生器は、圧電素子である、付記２９〜３８のいずれか一つに記載のシステム。
４０．前記フローチャネルは、ガラスを含む、付記２９〜３９のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１５】
４１．前記フローチャネルは、金属層を前記流体流路の外面上に含む、付記２９〜４０のいずれか一つに記載のシステム。
４２．前記金属層は、前記外面と安定して結びつく、付記４１に記載のシステム。
４３．前記金属層は、金、クロム、白金またはそれらの組み合わせを含む、付記４１または４２に記載のシステム。
４４．前記金属層は、金及びスズを含む、付記４１〜４３のいずれか一つに記載のシステム。
４５．前記金属層は、５０重量％から９０重量％の量内の金、及び１０重量％から９０重量％の量内のスズを含む、付記４１〜４４のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１６】
４６．前記金属層は、７５重量％の量内の金、及び２５重量％の量内のスズを含む、付記４１〜４５のいずれか一つに記載のシステム。
４７．前記金属層は、１μｍから１０μｍの厚さを有する、付記４１〜４６のいずれか一つに記載のシステム。
４８．前記金属層は、４μｍから６μｍの厚さを有する、付記４１〜４７のいずれか一つに記載のシステム。
４９．前記音響場発生器は、チタン酸ジルコン酸鉛を含む、付記２９〜４８のいずれか一つに記載のシステム。
５０．前記音響場発生器は、２００℃以下の融解温度を有し、インジウム、インジウム−スズまたはインジウム−銀を含むはんだ組成物によって前記フローチャネルへはんだ付けされる、付記２９〜４９のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１７】
５１．試料を処理する方法であって、流体流路を備えるフローチャネルへはんだ付けされる音響場発生器によって流体流ストリーム内の前記試料へ音波を適用することを有し、前記音波は前記試料内のより小さな成分からより大きな成分を音響的に分離するために十分である、方法。
５２．前記試料は、生体試料である、付記５１に記載の方法。
５３．前記音波は、２ＭＨｚ以上の周波数を有する、付記５１または５２の方法。
５４．前記より大きな成分は、組織、組織フラグメント及び細胞凝集体を含み、前記より小さな成分は、自由細胞を含む、付記５１〜５３のいずれか一つに記載の方法。
５５．前記より小さな成分は、細胞デブリ、タンパク質及び核酸フラグメントをさらに含む、付記５４に記載の方法。
【０１１８】
５６．前記より大きな成分を前記より小さな成分から音響的に分離することは、前記試料内の前記より大きな成分を前記適用される音波の節に濃縮することを有する、付記５１〜５５のいずれか一つに記載の方法。
５７．前記音響的に分離された試料の前記より大きな成分を、第一試料流出口を通して収集し、前記音響的に分離された試料の前記より小さな成分を、第二試料流出口を通して収集することをさらに有する、付記５１〜５６のいずれか一つに記載の方法。
５８．前記より大きな成分は、細胞凝集体を含む、付記５７に記載の方法。
５９．前記より小さな成分は、自由細胞を含む、付記５７に記載の方法。
【０１１９】
前述した発明は、理解を明確にするために図解及び実施例としてある程度詳細に記述されているが、添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱することなく、特定の変更及び修正がそれらへ行われることができることは、本開示の教示を鑑みて当業者に容易に明らかである。
【０１２０】
したがって、上記の内容は、本発明の原理を説明するに過ぎない。本明細書に明示的に記述されない、または示されないが、本発明の原理を具現化し、その趣旨及び範囲内に含まれるさまざまな構成を当業者が考案することが可能であろうことを理解するであろう。さらに、本明細書に列挙される、すべての実施例、及び条件付き文言は、これらの具体的に列挙された実施例及び条件への限定ではない本発明の原理を理解する際に読み手を助けることを主に意図する。さらに、本発明の原理、態様、及び実施形態、またそれらの具体的な実施例を列挙する本明細書におけるすべての説明は、それらの構造上の均等物、及び機能上の均等物の両方を包含することを意図する。加えて、これらの均等物が現在既知の均等物、及び将来開発される均等物の両方を、すなわち、構造にかかわらず、同一の機能を実行するように開発されるいかなる要素も含むことを意図する。したがって、本発明の範囲は、本明細書に示され、記述される例示的な実施形態に限定されることを意図しない。むしろ、本発明の範囲及び趣旨は、添付の特許請求の範囲により具現化される。
【０１２１】
関連出願の相互参照
米国特許法第１１９条（ｅ）に従い、本出願は、２０１６年６月２１日に出願された、米国仮特許出願第６２／３５２，８０６号の出願日に優先権を主張し、この出願の開示内容は、参照により本明細書に援用される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【国際調査報告】
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